Hastighet vägyta. Problemet, kunskapsläget, utvidgad analys samt förslag till fortsatt forskning

Transkript

1 VTI rapprt 902 Utgivningsår Hastighet vägyta VTI rapprt 902 Hastighet vägyta: Prblemet, kunskapsläget, utvidgad analys samt förslag till frtsatt frskning Prblemet, kunskapsläget, utvidgad analys samt förslag till frtsatt frskning Ulf Hammarström Urban Björketun Olle Erikssn Mhammad Reza-Yahya

2

3 VTI rapprt 902 Hastighet vägyta Prblemet, kunskapsläget, utvidgad analys samt förslag till frtsatt frskning Ulf Hammarström Urban Björketun Olle Erikssn Mhammad Reza-Yahya

4 Diarienummer: 2012/ Omslagsbilder: Hejdlösa Bilder AB Tryck: LiU-Tryck, Linköping 2016

5 Referat Enligt tidigare studier av vägytans inverkan på frdnshastighet medför ökande spårdjup (SPÅR) ch ökande längsgående vägjämnheter (IRI) att frdnshastigheten minskar. I beskrivning av vägytan ingår nrmalt ckså makrtextur (MPD). Kunskap m betydelse av MPD för frdnshastighet har hittills saknats. Det primära syftet med föreliggande studie har varit att kmplettera befintlig kunskap m hastighet med betydelsen av MPD. Denna studie av hastighet sm funktin av vägyta, har baserats på befintliga data från punkthastighets- (TMS) ch vägytemätningar (RST). Båda dessa dataunderlag är framtagna inm Trafikverkets årliga mfattande mätprgram. De frdnstyper sm ingår i studien är: lätta frdn utan släp (pbu); lätta frdn med släp (pbs); tunga treaxliga frdn utan släp (lbu) ch tunga frdn med släp (lbs). De vägegenskaper sm ingår i studien sm förklaringsvariabler är: vägbredd; hastighetsgräns; hrisntell kurvatur (ADC); vertikal kurvatur (RF); spårbildning (SPÅR); jämnheter (IRI) ch makrtextur (MPD). Vägbredd ch hastighetsgräns ingår sm klassindelare. Stra skillnader i vägyteeffekter på hastighet har erhållits mellan 70- ch 90-väg, vilket stöds av en litteraturreferens. Detta talar för att denna förutsättning ska beaktas. Både för pbu ch lbs ch för de två studerade vägtyperna gäller att vägytan har större betydelse för den resulterande hastigheten än linjeföringen i TMS-punkternas medianmiljöer. Inm gruppen av vägytevariabler har IRI störst betydelse, därefter MPD ch slutligen SPÅR. Behvet av frtsatt frskning inm mrådet bedöms sm mycket strt. Titel: Författare: Utgivare: Hastighet vägyta: Prblemet, kunskapsläget, fördjupad analys ch förslag till frtsatt frskning Ulf Hammarström (VTI) Urban Björketun (VTI) Olle Erikssn, (VTI, Mhammad Reza-Yahya (VTI, VTI, Statens väg ch transprtfrskningsinstitut Serie ch nr: VTI rapprt 902 Utgivningsår: 2016 VTI:s diarienr: 2012/ ISSN: Prjektnamn: Uppdragsgivare: Nyckelrd: Språk: Frdnshastighet ch vägyta Trafikverket hastighet, lätta frdn, tunga frdn, tunga frdn med släp, vägytans tillstånd, IRI, spårdjup, MPD, gemetrisk utfrmning, hastighetsgräns, fria frdn, funktinsanpassning, litteraturgenmgång Svenska Antal sidr: 103 VTI rapprt 902

6 Abstract Accrding t previus studies f the rad surface impact n vehicle speed causes increasing rut depth (RUT) and increasing lngitudinal rad unevenness (IRI) t the vehicle speed decreases. In the descriptin f the rad surface impact n vehicle speed macr texture (MPD) nrmally als is included. Knwledge f the imprtance f the MPD fr the vehicle speed has s far been lacking. The primary purpse f the present study was t supplement existing knwledge abut the speed f the imprtance f the MPD. This study f velcity as a functin f rad surface has been based n existing data frm spt speed (TMS) and rad surface measurements (RST). Bth f these data sets are develped within the Transprt Administratin s annual cmprehensive measurement prgram. The types f vehicles included in the study are: light vehicles withut trailers (pbu); light vehicles with trailers (pbs); heavy three-axle vehicles withut trailers (lbu) and heavy vehicles with trailers (lbs). The rad prperties included in the study as explanatry variables are: rad width; speed limit; hrizntal curvature (ADC); vertical curvature (RF); rutting (track); rughness (IRI) and the macr texture (MPD). Rad width and the speed limit are included fr classificatin. Large differences in rad surface effects n speed have been established between 70- and 90-rad, which is supprted by a literature reference. This indicates that this cnditin shall be cnsidered. Bth f pbu and lbs and fr the tw types f rad, the rad surface is mre significant fr the resulting speed than the rad gemetry f the TMS-spts median cnditins. Within the grup f rad surface variables IRI is the mst imprtant variable, then MPD and finally RUT. The need fr further research in this area is assessed as very high. Title: Authr: Publisher: Vehicle speed rad surface: The prblem, state f the knwledge, in depth analyses and suggestins fr further research Ulf Hammarström (VTI) Urban Björketun (VTI) Olle Erikssn, (VTI, Mhammad Reza-Yahya (VTI, Swedish Natinal Rad and Transprt Research Institute (VTI) Publicatin N.: VTI rapprt 902 Published: 2016 Reg. N., VTI: 2012/ ISSN: Prject: Cmmissined by: Keywrds: Language: Vehicle speed and rad surface cnditin The Swedish Transprt Administratin light vehicles, heavy vehicles, heavy vehicles with trailer, rad surface cnditin, IRI, MPD, rut depth, gemetrical design, speed limit, free traffic, functins adaptin, literature survey Swedish N. f pages: 103 VTI rapprt 902

7 Förrd Detta prjekt har genmförts på uppdrag av Trafikverket via branschprgrammet BVFF ( Följande persner har bidragit till prjektets genmförande: Urban Björketun: sammankppling av lika dataregister; slvinkelberäkning, avstånd till tätrt, med mera. Olle Erikssn: statistisk analys samt dkumentatin av metd- ch resultatavsnittet Ulf Hammarström: prjektledning i avslutningsfas, analys ch dkumentatin Mhammad-Reza Yahya: prjektledning i inledningsfas, framtagning av en datafil för analys, statistisk analys med mera. Linköping, december 2015 Ulf Hammarström Prjektledare VTI rapprt 902

8 Kvalitetsgranskning Intern peer review har genmförts 14 december 2015 av Anita Ihs. Ulf Hammarström har genmfört justeringar av slutligt rapprtmanus. Frskningschef Andreas Tapani har därefter granskat ch gdkänt publikatinen för publicering 16 maj De slutsatser ch rekmmendatiner sm uttrycks är författarens/författarnas egna ch speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning. Quality review Internal peer review was perfrmed n 14 December 2015 by Anita Ihs. Ulf Hammarström has made alteratins t the final manuscript f the reprt. The research directr Andreas Tapani examined and apprved the reprt fr publicatin n 16 May The cnclusins and recmmendatins expressed are the authr s/authrs and d nt necessarily reflect VTI s pinin as an authrity. VTI rapprt 902

9 Innehållsförteckning Sammanfattning...9 Summary Inledning Målsättning En fördjupad litteraturgenmgång Vägytans inverkan på frdnshastigheter (Ihs ch Velin, 2002) Vägytans inverkan på frdnshastigheter (Anund,1992) Övriga referenser Metd Dataunderlag Hastighetsdata (TMS) Vägdata Kmplettering av vägmått SAMS-mråden Sammankppling av data Hastighetsdata med vägytedata Val av vägytedata per hastighetsmätning Datafil för analys Parameterskattning Avgränsning av tillgänglig data Basinfrmatin för mdellutveckling ch analys Mdellansatser Resultat Huvudanalys Genmförda analyser utan detaljredvisning Diskussin Allmänt Brister i använd metd ch möjligheter till förbättring Föresträckrnas hmgenitet Mdell Våra resultat Val av bästa skattningar En jämförelse mellan litteraturreferenser Vår studie jämfört med litteraturen Förslag till frtsatta insatser avseende samband mellan hastighet ch vägyta Slutsatser...88 Referenser...89 Bilaga 1 Hastighetens variatin med tid...91 Bilaga 2 Steg vid kppling av RSTdata till hastighetsmätningar (MF_NR)...95 Bilaga 3 Översikt av analysfilens datainnehåll...97 Bilaga 4 Översättning mellan siktklass ch kmbinatiner av ADC ch RF VTI rapprt 902

10 VTI rapprt 902

11 Sammanfattning Hastighet vägyta: Prblemet, kunskapsläget, fördjupad analys ch förslag till frtsatt frskning av Ulf Hammarström (VTI), Urban Björketun (VTI), Olle Erikssn (VTI) ch Mhammad Reza-Yahya (VTI) Samband mellan hastighet ch vägytestandard är av intresse för planering av beläggningsunderhåll på vägnätet. De kstnader ch målvariabler sm påverkas av dessa samband är utöver restid sådana för drivmedel (frdnskstnader), energi ch miljö. Vägytan kan inverka på frdnshastighet både genm körbeteende ch genm färdmtstånd. Beteendets vägyteberende kan bland annat förväntas vara relaterat till åkkmfrt ch säkerhetsupplevelse. Inverkan genm färdmtstånd rullmtståndsdelen gäller primärt tunga frdn i mtlut eller under acceleratin det vill säga när all tillgänglig mtreffekt utnyttjas. Enligt tidigare studier av vägytans inverkan på frdnshastighet medför ökande spårdjup (SPÅR) ch ökande längsgående vägjämnheter (IRI) att frdnshastigheten minskar. I beskrivning av vägytan ingår nrmalt ckså makrtextur (MPD). Kunskap m betydelse av MPD för frdnshastighet har hittills saknats. Det primära syftet med föreliggande studie har varit att kmplettera befintlig kunskap m hastighet med betydelsen av MPD. Denna studie av hastighet sm funktin av vägyta har baserats på befintliga data från punkthastighets- (TMS) ch vägytemätningar (RST). Båda dessa dataunderlag är framtagna inm Trafikverkets årliga mfattande mätprgram. De frdnstyper sm ingår i studien är: lätta frdn utan släp (pbu); lätta frdn med släp (pbs); tunga treaxliga frdn utan släp (lbu) ch tunga frdn med släp (lbs). Kmplexitetsgraden i att beskriva vägyteeffekt på hastighet i en punkt sm föregås av viss sträcklängd enligt någt av följande alternativ är mycket lika: en längre hmgen sträcka med en uppsättning egenskaper en serie av krtare hmgena delsträckr med lika uppsättningar av egenskaper. Den andra punkten har en väsentligt högre kmplexitetsgrad än den första. För varje hmgen sträcka finns en ingångs- ch en utgångshastighet. Om en hmgen sträcka är tillräckligt lång kan det även finnas en knstant jämviktshastighet. Mellan dessa hastighetsnivåer finns dessutm anpassningssträckr med acceleratin eller retardatin. Dessa hastigheter är funktiner av egenskaper hs aktuell sträcka samt egenskaper hs föregående ch efterföljande hmgena sträckr. De sträckegenskaper sm ingår i studien sm förklaringsvariabler är: vägbredd; hastighetsgräns; hrisntell kurvatur (ADC); vertikal kurvatur (RF); spårbildning (SPÅR); jämnheter (IRI) ch makrtextur (MPD). Vägbredd ch hastighetsgräns ingår sm klassindelare. Medelvärden av ADC, RF, SPÅR, IRI ch MPD, har beräknats över föresträckr av lika längd mellan 100 meter ch meter. Dessa medelvärden kan i vissa fall förändras väsentligt med förändrad sträcklängd medan hastighetsdata är desamma. Den ibland systematiska förändringen är till en del en följd av att lägena för mätplatserna inte är slumpmässigt valda. Stra skillnader i vägyteeffekter på hastighet har erhållits mellan 70- (bredd -8 m) ch 90-väg (bredd 8 10 m), vilket stöds av en litteraturreferens. Beträffande den färdmtståndsberende vägyteeffekten på hastighet kan man med enkla överslagsmässiga beräkningar visa hur effekten varierar med hastighetsgräns, lutning, IRI ch MPD. De stra skillnaderna i vägyteeffekter på hastighet mellan bland annat lika hastighetsgränser talar för att detta ska beaktas, till skillnad från merparten av de resultat sm redvisas i litteraturen. VTI rapprt 902 9

12 Både genmsnittlig förklaringsgrad ch andel signifikanta parameterskattningar talar för att den använda linjära regressinsmdellen varit mera representativ för 70- än för 90-väg. Emellertid är resultaten för 70-väg svåra både att tlka ch tillämpa sm följd av mycket stra relativa variatiner i skattade parametervärden inklusive teckenväxlingar med variatin av föresträckans längd. Teckenväxlingar förekmmer ckså mellan 70- ch 90-väg. Abslutbelppen av parameterskattningarna är i de flesta fall betydligt större för 70- än för 90-väg. På 70-väg gäller att parameterskattningarna för 100 meter jämfört med övriga föresträckr i huvudsak har lika tecken ifråga m SPÅR ch IRI till skillnad från MPD. Med föresträcka minst 400 meter ger i allmänhet större värden på SPÅR ch MPD en ökande hastighet ch större IRI en minskande hastighet. På 90-väg förekmmer i huvudsak inga teckenväxlingar med variatin av föresträcka. Skattningarnas variatin med föresträcka är ckså väsentligt mindre än för 70-väg. Ökande värden på variablerna SPÅR, IRI ch MPD ger sm resultat minskande mdellhastighet. På 90-väg gäller följande parametervärden för pbu med föresträcka 100 meter (alla signifikanta): SPÅR: -0,30 IRI: -2,5 MPD: -3,1 ADC: -0,15 RF: 0,17 Även m några signifikanta värden inte kunnat påvisas för lbs på 90-väg kan ändå skattade värden, vilka inte innehåller teckenväxlingar med föresträcka, vara av intresse. Med föresträcka 400 meter fås: SPÅR: -0,18 IRI: -1,2 MPD: -2,3 ADC: -0,07 RF: 0,07. Om respektive variabel ökas med en enhet förändras hastigheten (km/h) med van angivna värden. Både för pbu ch lbs ch för de två vägtyperna gäller att vägytan har större betydelse för den resulterande hastigheten än linjeföringen i TMS-punkternas medianmiljöer. Inm gruppen av vägytevariabler, både för pbu ch lbs, har IRI störst betydelse, därefter MPD ch slutligen SPÅR. En str variatin av parameterskattningar med bland annat föresträcka försvårar både tlkning ch tillämpning av erhållna resultat. Vid tillämpning måste vägmiljövariabler medelvärdesbildas för en sträcka lika lång sm den föresträcka valda parametrar mtsvarar. Mt bakgrund av att den samlade hastighetseffekten för fri trafik av vägytans tillstånd är väl så str sm effekten av linjeföring, åtminstne inm de två studerade vägmiljöerna, brde det finnas ett strt behv av frtsatt frskning. Denna frskning skulle kunna mfatta följande inslag: fördjupning ifråga m förklaringar till studiens resultat kmpletterande analyser på upplagt underlag kmpletterande analyser på tillgängligt inte upplagt underlag 10 VTI rapprt 902

13 metdutveckling generellt inklusive mdellutfrmning ch anpassning till EVA-mdellen enligt tre huvudalternativ: jämviktshastighet kmpletterad med datrsimulering; klassning av TMS-punkter efter övrig vägmiljö eller restidstudier per vägmiljöklass utveckling av nya generella samband mellan hastighet ch vägyta för alla viktigare vägklasser definierade av vägtyp, vägbredd, hastighetsgräns ch linjeföringsstandard. VTI rapprt

14 12 VTI rapprt 902

15 Summary Vehicle speed rad surface: The prblem, state f the knwledge, in depth analyses and suggestins fr further research by Ulf Hammarström (VTI), Urban Björketun (VTI), Olle Erikssn (VTI) and Mhammad Reza Yahya (VTI) The crrelatin between speed and rad surface cnditin is f interest fr the planning f pavement maintenance n the rad netwrk. The csts and the target variables that are affected by this crrelatin are, in additin t travel time, fuel cnsumptin (vehicle csts), energy and envirnment. The rad surface may influence the vehicle speed bth thrugh driving behavir and driving resistance. The driving behavir under influence f the rad surface cnditin is expected t be related t the ride cmfrt and safety experience. The influence by driving resistance the rlling resistance part applies primarily fr heavy vehicles traveling uphill r during acceleratin, i.e., when all the available engine pwer is utilized. Accrding t previus studies f the rad surface influence n the vehicle speed increased rut depth (RUT) and increasing lngitudinal rad unevenness (IRI) causes decreased vehicle speed. In the descriptin f the rad surface macr texture (MPD) is nrmally als included. There has, hwever, been a lack f knwledge abut the imprtance f MPD n vehicle speed. The main purpse f the present study was t supplement existing knwledge abut the vehicle speed with the imprtance f MPD. This study n vehicle speed as a functin f the rad surface has been based n existing data frm speed measurements (TMS) and rad surface measurements (RST). Bth f these data sets are develped within the Transprt Administratin's annual cmprehensive measurement prgram. The vehicle types included in the study are: light vehicles withut trailers (pbu); light vehicles with trailers (pbs); heavy three-axle vehicles withut trailers (lbu) and heavy vehicles with trailers (lbs). The degree f cmplexity in describing the effect f the rad surface influence n the speed at a pint that is preceded by a certain sectin length (pre-sectin), accrding t ne f the fllwing ptins, is very different: a lnger hmgeneus sectin with ne set f prperties a series f shrter hmgeneus subsectins with a different set f prperties. The secnd pint has a significantly higher degree f cmplexity than the first. Fr each sectin there is a hmgeneus input and an utput speed. If a hmgeneus sectin is sufficiently lng, there can als be a cnstant equilibrium speed. Between these speed levels there are als adaptatin sectins with acceleratin r deceleratin. These speeds are functins f the characteristics f the current sectin as well as the characteristics f the preceding and succeeding hmgeneus sectins. The sectin characteristics included in the study as explanatry variables are: rad width; speed limit; hrizntal curvature (ADC); vertical curvature (RF); rutting (RUT); rughness (IRI) and the macr texture (MPD). The rad width and the speed limit are included as class distributrs. Mean values f ADC, RF, RUT, IRI and MPD, has been calculated fr pre-sectins f different lengths between 100 metre and metre. These averages can smetimes change significantly with changes in sectin length while the speed data is the same. The smetimes systematic variatin is in part a cnsequence f the psitins f the measurement sites (TMS) nt being randmly selected. Large differences in the influence f rad surface n speed has been established between 70 km/h (width -8 m) and 90 km/h (width 8 10 m) rads, which is supprted by a literature reference. As fr VTI rapprt

16 the driving resistance dependent effect f rad surface n speed, it is pssible t shw by simple preliminary calculatins hw the effect varies with speed, inclinatin, IRI and MPD. The large differences in rad surface effects n speed between e.g. different speed limits suggest that this shuld be taken int accunt, althugh this has nt been dne in mst f the calculated results reprted in the literature. Bth the average degree f explanatin and share f significant parameter estimates suggest that the used linear regressin mdel was mre representative f the 70 km/h rad than f the 90 km/h rad. Hwever, the results fr the 70 km/h rad are difficult bth t interpret and apply as a result f the very large relative variatins in the estimated parameter values, including changes f sign with variatin f preceding sectin length. Changes in sign als ccurs between 70 km/h and 90 km/h rads. Abslute values f the parameter estimates are in mst cases substantially higher fr 70 km/h than fr 90 km/h rads. On the 70 km/h rads the parameter estimates fr 100 metre pre-sectins cmpared with ther presectins mainly have different signs fr RUT and IRI but nt fr MPD. With a pre-sectin f 400 metre larger RUT and MPD generally prvides increasing speed and larger IRI prvides decreasing speed. On the 90 km/h rad essentially n sign changes ccur with the variatin f length f the pre-sectin. The estimates variatin with length f pre-sectin is als significantly less than fr the 70 km/h rad. Increasing values f variables RUT, IRI and MPD results in decreasing the mdel speed. On a 90 km/h rad, the fllwing parameter values fr a pbu with pre-sectin 100 metre (all significant) are btained: RUT: IRI: -2.5 MPD: -3.1 ADC: RF: 0.17 Althugh n significant values culd be demnstrated fr lbs n a 90 km/h rad the estimated values still can be f interest, as they d nt cntain any sign changes with pre-sectin length. With presectin 400 m the fllwing parameter values are btained: RUT: IRI: -1.2 MPD: -2.3 ADC: RF: 0.07 If ne f the variables is increased by ne unit, the speed (km/h) is changed accrding t the abve presented values. Bth fr pbu and lbs, as well as fr the tw types f rads, the rad surface has a larger influence fr the resulting speed than the rad alignment in the median envirnment f the TMS-pints. Within the grup f rad surface variables, fr bth pbu and lbs, IRI has the greatest influence, fllwed by MPD and then finally RUT. 14 VTI rapprt 902

17 A large variatin f parameter estimates with e.g. pre-sectin cmplicates bth the interpretatin and the applicatin f the results btained. Fr the applicatin the rad envirnment variables must be averaged fr a sectin equal in length t the pre-sectin t which the selected parameters crrespnd. Given that the verall influence f speed f the rad surface cnditin fr free traffic prbably is as big as the influence f rad alignment, at least in the tw studied rad envirnments, there shuld be a great need fr further research. This research culd include the fllwing elements: deeper analyses in terms f explanatins fr the study's results cmplementary analyses n all gathered and prepared data cmplementary analyses n available but nt prepared data methd develpment in general including mdeling and adaptatin t the EVA mdel accrding t three main ptins: the equilibrium speed, supplemented by cmputer simulatin; classificatin f TMS pints fr ther rad envirnment; travel time studies per rad envirnment class develpment f new general crrelatins between speed and rad surface fr all majr rad classes defined by rad type, rad width, speed and alignment standard. VTI rapprt

18 16 VTI rapprt 902

19 1. Inledning Enligt tidigare studier av hur vägytan påverkar frdnshastighet medför ökande spårdjup (SPÅR) ch ökande längsgående vägjämnheter (IRI) att frdnshastigheten minskar, se bl.a. Ihs ch Velin (2002). I beskrivningen av vägyta ingår nrmalt ckså makrtextur (MPD). Betydelsen av MPD för frdnshastighet har inte ingått i tidigare av VTI kända studier, varför kunskap m betydelsen av MPD för frdnshastighet saknas. Vägytan kan inverka på frdnshastighet både genm körbeteende ch genm frdnsprestanda relativt färdmtstånd. Beteendets vägyteberende kan bl.a. förväntas vara relaterat till åkkmfrt ch säkerhet. Ökande IRI ch MPD medför ökande rullmtstånd, se Hammarström et al. (2012). Ett förändrat rullmtstånd kan inverka på hastighetsnivån exempelvis i mtlut ch under acceleratin m all tillgänglig mtreffekt utnyttjas. Det kan ckså vara så att vägytans hastighetseffekt påverkas av meterlgiska förhållanden ch då speciellt av nederbörd, vilket stöds av Ihs ch Velin (2002). Mängden vatten per vägytenhet är bl. a en funktin av regnintensitet, av spårdjup, av tvärfall, av vägens lutning i längdled ch av trafikflöde. Med ökande vattenmängd på vägytan ökar rullmtståndet vid en ch samma hastighet. Denna icke väsentliga mtståndsökning, se Hammarström ch Karlssn (1987), kan förväntas medföra en hastighetsreduktin m framdrivningseffekten är tillräcklig. Dessutm kan försämrad sikt ch risken för vattenplaning förväntas påverka bilförarnas hastighetsanspråk. Vid nederbörd sker det en ansamling av vatten i spårbildningen. En hyptes är att frdnens sidläge skulle kunna påverkas av mängden vatten i spåren. Om sidläget förändras mt höger eller vänster skulle kunna ber på strleken av mötande trafikflöde. Därmed skulle hjulen vid vått väglag kunna expneras för andra värden på IRI ch MPD än för trrt väglag ch dessutm ber av mötande trafikflödes strlek. Ett ytterligare förhållande sm skulle kunna påverka betydelsen av meterlgiska förhållanden är slvinkel relativt hrisnten. Den resulterande effekten av spårbildning skulle då kunna påverkas av trafikflöde, nederbörd ch slvinkel. Om ljusförhållande har betydelse för hastighet kan samband mellan hastighet ch slvinkel vara användbara för att utveckla en generell hastighetsmdell för lika reginer ch tid på året ch dygnet. En rimlig hyptes är att en hastighetseffekt av vägytestandard kan förväntas ber på övriga vägmiljövariabler, se vidare avsnitt Beträffande vilka förklaringsvariabler utöver vägyta sm ska ingå i en hastighetsmdell skulle mått sm kan översättas till Trafikverkets väggemetriska mått (siktklass) kunna vara ett lämpligt alternativ. Om variabler av betydelse för hastighet inte tas med i en funktinsansats behöver man beakta vilka värden dessa variabler kan ha i anslutning till kalibreringsdata. Vad sm ckså skulle kunna ha betydelse för samband mellan hastighet ch vägyta är följande: förarstöd sm farthållare: förekmst ch användning hastighetsregulatr på tunga frdn frdnsutveckling i övrigt eventuella samband mellan vägyta ch genmsnittlig reslängd. VTI rapprt

20 Efter beläggning av en väg kan man förvänta följande jämfört med försituatinen: att SPÅR minskar att IRI minskar att MPD ökar (m samma material ch sammansättning sm före). Enligt befintlig kunskap avseende SPÅR ch IRI kan man sm följd av dessa förändringar nrmalt förvänta en hastighetsökning efter en beläggningsåtgärd. De samlade energieffekterna av beläggningsåtgärder kan till viss del ta ut varandra, hastigheten ökar ch rullmtståndet ökar eller minskar. Om det ttala rullmtståndet ökar eller minskar berr på hur IRI ch MPD förändras. Den resulterande energieffekten för trafiken av beläggningsåtgärder kan därmed inte förväntas vara str, vilket exempelvis framgår ur Hammarström et al. (2012). För att göra bilden fullständig behöver en eventuell MPD-effekt på hastighet undersökas ch beaktas. Åtgärder på vägytan beslutas utifrån m gränsvärden för lika vägytemått är överskridna enligt Trafikverket (2012). Medelvärden av dessa vägytemått beräknas då för 100 m långa sträckr. Gränsvärdena för beslut m åtgärd är indelade efter trafikklasser ch skyltad hastighet. 18 VTI rapprt 902

21 2. Målsättning Primärt söks inverkan av vägytestandard, uttryckt i vanligen använda standardiserade mått (SPÅR, IRI ch MPD), på frifrdnshastighet 1 för lika typsektiner ch hastighetsgränser. De frdnstyper sm hastighet söks för är lätta frdn utan släp, lätta frdn med släp, tunga frdn utan släp ch tunga frdn med släp. I målsättningen ingår även att m möjligt beakta betydelsen av meterlgiska förhållanden ch ljusförhållanden för vägytans inverkan på hastighet. 2 Med tillgång till sådan infrmatin ökar möjligheterna att generalisera framtagna samband m hastighet ch vägyta. 1 Avgränsning med syfte att reducera graden av kmplexitet men sm ckså reducerar representativiteten. 2 Dessa punkter har inte slutförts av resursskäl. VTI rapprt

22 3. En fördjupad litteraturgenmgång Referenser av intresse i detta sammanhang är både sådana sm direkt beskriver vägytans effekt på hastighet ch andra sm beskriver hastighetseffekt av övriga variabler av betydelse för hastighet. Att gruppen av övriga variabler har medtagits berr på att en rimlig hyptes är att vägyteeffekten kan ber på den hastighetsnivå sm förklaras av dessa övriga variabler. Mera generellt skulle man kunna påstå att en brist i de hastighetssamband sm redvisas i litteraturen är att de antingen är inriktade på vägyta eller på väggemetri. Litteraturgenmgången har i huvudsak inriktats på Ihs ch Velin (2002) ch till litteratur sm refererats i densamma. Därmed uppfyller inte litteraturgenmgången vad sm krävs för en regelrätt heltäckande litteraturstudie. I det följande har de två referenser sm betraktats sm viktigast, avsnitt 3.1 ch 3.2, tilldelats egna avsnitt medan övriga samgrupperats, avsnitt Vägytans inverkan på frdnshastigheter (Ihs ch Velin, 2002) En studie av Ihs ch Velin (2002) är den senaste av VTI kända studien m hastighet sm funktin av vägyta. Denna studie baseras på de återkmmande mätningarna av vägytans tillstånd på det statliga vägnätet (RST), på uppgifter m beläggningsåtgärder (PMS), på dåvarande vägverkets trafikmätningar (TMS) ch på meterlgiska data från SMHI. Tillgängliga data för analys mtsvarar hela det statliga vägnätet. Ytterligare beskrivning av studien: Tidsperid: RST har räknats m till metd sm följd av metdförändring i RST. Variatinsmråde för vägytedata (medelvärden för 200 m föresträcka): spårdjup: 2 21 mm IRI: mm/m Osäkerhet avseende tidpunkt för beläggningsåtgärd: säkerhetsintervallet mfattar 1 månad före ch 1 vecka efter angiven tidpunkt för åtgärd. Dessutm har inte 30 % av beläggningsåtgärderna registrerats i PMS-data 3. Hastighetsmätningar i både fasta ch mbila statiner. Hastighetsdata: accepteras för analys m RST-mätning finns från samma år; endast timmar med mätverkningsgrad m minst 95 % har medtagits. De frdnstyper sm hastighet beskrivs för är: persnbilar, lastbilar ch lastbilar med släp. 4. Vägbreddsindelning/typsektiner: <8 m (smal); 8-11 m (nrmal): minst 11 m ch MV. Hastighetsgränser (km/h): 70; 90 ch PMS: Trafikverkets underhållssystem för belagda vägar. 4 Persnbil avser alla lätta bilar; lastbil avser alla tunga frdn. 20 VTI rapprt 902

23 Nederbördsindelning: <0,1 mm/dygn 0,1-10 mm/dygn >10 mm/dygn Oberende, dvs. ttalt för samtliga nederbördsklasser. Enligt dkumentatinen finns inget sm tyder på att betydelsen av vägens linjeföring beaktats i studien. Analyser har utförts för lika delmängder av datamaterialet enligt följande indelningskriterier: Smmarhalvåret: 16/4 15/10 (enda redvisade alternativ avseende månadsindelning). Dygn eller del av dygn: kl alt. kl Vardagar (måndag fredag). Nederbörd: berende respektive >10 mm/dygn (det senare är enda redvisade alternativ med specifikatin av nederbörd). Årsmedeldygnstrafik (ÅDT): berende respektive med indelning <1 000; ch > Vägytedata har medelvärdesbildats över lika sträcklängder före hastighetsmätpunkten: 200 m; 400 m; 800 m; 1200 m; 1600 m ch 2000 m. För varje sådan föresträcka har separata analyser genmförts. Multipel linjär regressinsanalys har utförts för två huvudalternativ: Utan uppdelning på hastighetsgränser med följande förklaringsvariabler per frdnstyp: SPÅR, IRI, vägbredd ch hastighetsgräns. Med uppdelning på hastighetsgränser ch trafikflödesklasser (ÅDT) ch med följande förklaringsvariabler för pb: SPÅR, IRI ch andel tung trafik. Utan uppdelning på hastighetsgränser har följande samband erhållits då medelvärden för SPÅR ch IRI upp till 800 m före hastighetsmätningspunkten använts i regressinerna (smmarhalvåret; vardagar ch dagtid (kl )) 5 : Persnbil: V pb = 79, SPÅR 1.33 IRI 4.98 SMAL 0.71 NORMAL HG ,46 HG MV (km/h) Lastbil (tunga frdn utan släp): V lb = SPÅR 1.17 IRI 3.48 SMAL 0.62 NORMAL HG HG MV (km/h) 5 Utdata från TMS utgörs av ett antal frdnskder vilka beskrivs i avsnitt I TMS finns ingen möjlighet att skilja persnbilar från övriga lätta bilar dvs. begreppet persnbil mtsvarar lätt bil. Lätta bilar kan ur TMSdata indelas i sådana med respektive utan släp. Här förutsätts att persnbil mtsvarar lätt bil utan släp. VTI rapprt

24 Lastbil med släp (tunga frdn med släp): V lbs = SPÅR 2.31 IRI 0.71 SMAL NORMAL HG HG MV (km/h) SPÅR: spårdjup (mm) IRI: längsgående jämnhet (mm/m) SMAL: 1 m vägbredd <8 m 0 m vägbredd utanför intervallet NORMAL: 1 m vägbredd 8 m ch <11 m 0 m vägbredd utanför intervallet MV: 1 m mtrväg 0 i övriga fall. HG90: 1 m skyltad hastighetsgräns 90 km/h 0 i övriga fall. HG110: 1 m skyltad hastighetsgräns 110 km/h 0 i övriga fall. Därmed mtsvarar interceptet en skyltad hastighetsgräns av 70 km/h ch en vägbredd 11 m 6. I tabell 3.1 redvisas parameterskattningar per frdnstyp för SPÅR ch IRI avseende vardagar kl under smmarhalvåret. 6 Även hastighetsgräns <70 km/h ingår i datamaterialet med inte i parameterskattningarna. 22 VTI rapprt 902

25 Tabell 3.1. Parameterskattningar för SPÅR ch IRI avseende vardagar kl under smmarhalvåret (Ihs ch Velin, 2002).* Frdnstyp Föresträcka (m) SPÅR (a1) pb -0,12-0,18-0,11-0,11-0,11-0,10 lbu -0,12-0,17-0,12-0,11-0,11-0,09 lbs -0,13-0,16-0,13-0,10-0,08-0,06 IRI (a2) pb -0,65-0,54-1,33-1,27-1,32-1,36 lbu -0,79-0,66-1,17-1,13-1,17-1,33 lbs -1,75-1,64-2,03-2,08-2,24-2,53 * Parameterskattningar i funktinen: V ft = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 3 SMAL + a 4 NORMAL + a 5 HG90 + a 6 HG110 + a 7 MV Understrukna värden markerar signifikant parameter på 0,1 %-nivån. Förklaringsgraden (R 2 ) är i huvudsak berende av vald längd på föresträcka inm det analyserade intervallet ( m). Det är enbart lbu med 2000 m sm har marginellt lägre förklaringsgrad än övriga intervall. Kmmentarer till tabell 3.1: SPÅR (a 1): Alla skattningar är negativa. Alla skattningar är signifikant skilda från nll (0.1 %-nivån). Olika frdnstyper har ungefär lika stra parameterskattningar med undantag för att lbs har lägre abslutvärden med föresträckr >=1 200 m än övriga frdnskategrier. Föresträckrna ger str variatin i skattade abslutbelpp ch med maxvärde för 400 m. IRI (a 2): Alla skattningar är negativa. Alla skattningar är signifikant skilda från nll (0.1 %-nivån). Frdnstyp lbs har ungefär dubbelt så stra abslutbelpp sm övriga frdnstyper. Föresträckrna ger str variatin i skattade abslutbelpp ch med maxvärde för m. I tabell 3.2 redvisas parameterskattningar avseende SPÅR ch IRI för lika frdnskategrier avseende vardagar kl med stra nederbördsmängder (>10 mm/d) under smmarhalvåret. VTI rapprt

26 Tabell 3.2. Parameterskattningar för SPÅR ch IRI avseende vardagar kl med stra nederbördsmängder (>10 mm/d) under smmarhalvåret (Ihs ch Velin, 2002).* Frdnstyp Föresträcka (m) SPÅR (a1) pb -0,21-0,32-0,25-0,25-0,26-0,25 lbu -0,17-0,24-0,20-0,20-0,20-0,18 lbs -0,16-0,23-0,19-0,16-0,14-0,12 IRI (a2) pb -0,66-0,25-0,85-0,89-0,95-0,84 lbu -1,04-0,70-1,12-1,09-1,11-1,11 lbs -1,75-1,42-1,69-1,75-1,97-2,18 * Parameterskattningar i funktinen: V ft = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 3 SMAL + a 4 NORMAL + a 5 HG90 + a 6 HG110 + a 7 MV Understrukna värden markerar signifikant parameter på 0,1 %-nivån. Under dygn med mycket regn finns marginellt avtagande förklaringsgrader (R 2 ) med ökande föresträcka för samtliga frdnstyper. Kmmentarer till tabell 3.2: SPÅR (a 1): Alla skattningar är negativa. Alla värden är signifikant skilda från nll (0.1 %-nivån). Abslutbelppen avtar med ökande frdnsstrlek; skillnaden mellan frdnstyper ökar med ökande föresträcka. Störst abslutbelpp är vid 400 m föresträcka. IRI (a 2): Alla skattningar är negativa. Alla värden utan ett är signifikant skilda från nll (0.1 %-nivån). Abslutbelppen ökar med ökande frdnsstrlek. Abslutbelppen ökar någt med ökande föresträcka. Det finns ingen frdnstypgemensam föresträcka med största abslutvärden. Kmmentarer avseende jämförelse mellan tabell 3.1 (berende av nederbörd) med tabell 3.2 (stra nederbördsmängder): SPÅR (a 1): Alla skattningar är negativa. 24 VTI rapprt 902

27 Abslutbelppen för stra nederbördsmängder är väsentligt större än för berende. Skillnaden mellan alternativen avtar med frdnsstrlek dvs. störst skillnad för pb. För pb är abslutbelppet mer än dubbelt så strt för stra nederbördsmängder jämfört med berende. Störst abslutbelpp är vid 400 m föresträcka i båda fallen. IRI (a 2): Alla skattningar är negativa. Abslutbelppen för stra nederbördsmängder är någt mindre än för berende. Skillnaden är minst för lbu. För stra nederbördsmängder har abslutbelppen ett tydligare relativt samband med frdnsstrlek jämfört med berende. Störst abslutbelpp är med minst 800 m lång föresträcka. I tabell 3.3 ch tabell 3.4 har pb-skattningarna för SPÅR ch IRI utökats med resultat per hastighetsgräns ch ÅDT-klass. Tabell 3.3. Parameterskattningar för SPÅR (a 1) avseende: pb; smmar; vardagar; kl (Ihs ch Velin, 2002).* Förutsättningar Föresträcka (m) Medel Medel för 70, 90 ch 110 km/h* Alla -0,12-0,18-0,11-0,11-0,11-0,10-0,12 Str nederbörd (>10mm/d) -0,21-0,32-0,25-0,25-0,26-0,25-0,26 70 km/h ** ÅDT<1000-3,42-3,18-4,29-4,71-5,28-5,45-4,39 ÅDT ,89-0,81-0,80-0,75-0,79-0,75-0,80 ÅDT>4000 0,04-0,07-0,15 0,01-0,04-0,12-0,06 90 km/h ** ÅDT<1000-0,04 0,07 0,14 0,36 0,32 0,29 0,19 ÅDT ,24 0,25 0,36 0,41 0,44 0,51 0,37 ÅDT >4000-0,14-0,18-0,25-0,16-0,11-0,07-0, km/h** ÅDT: alla; nederbörd: alla -0,29-0,19 0,003-0,28-0,20 0,02-0,16 * Parameterskattningar i funktinen: V ft = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 3 SMAL + a 4 NORMAL + a 5 HG90 + a 6 HG110 + a 7 MV; understrukna värden markerar signifikant parameter på 0,1 %-nivån. ** Parameterskattningar i funktinen: V ft = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 8 lastbilsandel; Ingen signifikansinf för hastighetsgränser ch flödesklasser. VTI rapprt

28 Kmmentarer till tabell 3.3 (SPÅR): Ingen infrmatin finns tillgänglig m huruvida skattningarna per hastighetsgräns ch ÅDTklass signifikant skilda från nll. De största abslutbelppen finns vid 70 km/h ch de minsta vid 110 km/h; störst hastighetsreduktin vid 70 km/h. Parametertecken varierar med hastighetsgräns. Det finns en risk för att vägbredd i data kan samvariera med både ÅDT ch hastighetsgräns. En rimlig hyptes är att betydelsen av spårdjup för hastighet kan påverkas av vägbredd ch därmed vara en bidragande förklaring till skillnader mellan ÅDT-klasser. Det är stra skillnader i parameterskattningar mellan Alla ch lika hastighetsgränser ch ÅDT-klasser. 70 km/h Alla värden är negativa m ÅDT<4000 (två psitiva värden för ÅDT>4000). Abslutbelppen avtar markant med ökande ÅDT. Abslutbelppen ökar med ökande föresträcka m ÅDT< km/h Det är i huvudsak ÅDT>4000 sm har negativa värden. Abslutbelppen är störst för ÅDT Abslutbelppen har ingen tydlig samvariatin med längd av föresträcka. 110 km/h Fyra av sex värden är negativa. Abslutbelppen avtar med ökande föresträcka. 26 VTI rapprt 902

29 Tabell 3.4. Parameterskattningar (a 2) för IRI avseende: pb; smmar; vardagar; kl (Ihs ch Velin, 2002). Förutsättningar Före-sträcka (m) Medel Medel för 70, 90 ch 110 km/h* Nederbörd: alla Str nederbörd (>10mm/d) -0,65-0,54-1,33-1,27-1,32-1,36-1,08-0,66-0,25-0,85-0,89-0,95-0,84-0,74 70 km/h** ÅDT<1000; nederbörd: alla ÅDT: ; nederbörd: alla ÅDT>4000; nederbörd: alla 7,45 5,59 7,20 9,36 11,65 11,38 8,77 2,46 3,53 2,09 2,24 1,62 0,66 2,10 0,47-0,05-0,87-1,15-1,43-1,79-0,80 90 km/h** ÅDT<1000; nederbörd: alla ; nederbörd: alla ÅDT>4000; nederbörd: alla 0,50-0,25-0,67-3,39-3,80-3,87-1,91-3,64-3,71-4,33-4,79-4,89-4,85-4,37-1,86-1,59-2,26-2,28-2,40-2,59-2, km/h** ÅDT: alla; nederbörd: alla -4,52-5,43-6,11-6,50-7,85-9,84-6,71 * Parameterskattningar i funktinen: V ft = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 3 SMAL + a 4 NORMAL + a 5 HG90 + a 6 HG110 + a 7 MV; understrukna värden markerar signifikant parameter på 0,1 %-nivån. ** Parameterskattningar i funktinen: V ft = a0 + a1 SPÅR + a2 IRI + a8 lastbilsandel; Ingen signifikansinf för hastighetsgränser ch flödesklasser Kmmentarer till tabell 3.4 (IRI): Värdena för 90 ch 110 km/h är i huvudsak negativa till skillnad från 70 km/h. Störst hastighetsreduktin är vid 110 km/h. Ingen infrmatin finns tillgänglig huruvida skattningarna per hastighetsgräns ch ÅDT-klass är signifikant skilda från nll. Det är stra skillnader i parameterskattningar mellan Alla ch lika hastighetsgränser ch ÅDT-klasser. VTI rapprt

30 70 km/h Negativa värden finns enbart för ÅDT>4000. Vid ÅDT<1000 ger en ökning av IRI med 1 en ökning av hastigheten med ca 10 km/h. Minskande abslutbelpp följer med ökande ÅDT. Ökande föresträcka ger ökande alternativt minskande abslutbelpp berende på ÅDT-klass. 90 km/h Alla parameterskattningar är negativa med ett undantag. Ökande IRI ger störst hastighetsreduktin för ÅDT i intervallet Ökande abslutbelpp följer med ökande längd hs föresträckan dvs. störst för m. 110 km/h Alla parameterskattningar är negativa. Ökande abslutbelpp följer med ökande längd hs föresträckan dvs. störst för 2000 m. Vad sm inte framgår ur dkumentatinen är hur man hanterat prblemet med att dataunderlagets mfattning kan vara berende av föresträckans längd. Om inte materialet avgränsas till mätplatser sm samtliga har upp till m föresträcka kan dataunderlaget för upp till 200 m förväntas vara större än då valet är upp till m. En sådan variatin i dataunderlag påverkar både skattade parametervärden ch förklaringsgrader ch försvårar en bedömning av föresträckans betydelse. Resultaten per hastighetsgräns är för 70 ch 90 km/h uppdelade på ÅDT-klasser. Vägens dimensinering inklusive vägbredd är en funktin av ÅDT dvs. det finns anledning att tr att vägbredden kan öka med ökande ÅDT inm analysdata. Skillnader i parameterskattningar mellan ÅDT-klasserna skulle då kunna vara ett uttryck ckså för skillnader i vägbredd. Vägbredd kan ckså förväntas ha en psitiv krrelatin med hastighetsgräns genm att bl.a. MV huvudsakligen bör ingå i 110 km/h. Ihs ch Velin (2002) har ckså återgivit resultat från andra studier: (Klsrud & Nilssn, 1981) (Linderth, 1981) (Anund, 1992) (Fredrikssn, 1998) (Världsbanken, 1998). Då dessa studier beskrivs i föreliggande dkumentatin är det i allt väsentligt en kpiering av vad sm skrivits av Ihs ch Velin (2002) Vägytans inverkan på frdnshastigheter (Anund,1992) Anund (1992) har kvantifierat inverkan av SPÅR ch IRI på hastighet. Övergripande beskrivning av studien: Mätutrustning: VTI:s trafikanalysatrer tillika utvecklade av VTI. Vägmiljö: raka hrisntella vägavsnitt. 28 VTI rapprt 902

31 Vägbredd: <8 m; >=8 m ch MV. Hastighetsgränser: 70; 90 ch 110 km/h. Det ttala tillgängliga underlaget mfattar endygnsmätningar på ca 60 platser i södra ch mellersta Sverige ch under lika delar av hela året. Analysfilen: 41 mätpunkter (av de ttalt ca 60 tillgängliga) för periden ; ttalt 124 mätdygn. Krav på att RST ch TMS ska vara från samma år ch utan beläggningsåtgärd emellan. Vägytemått: SPÅR ch IRI (OBS annat RST än i Ihs ch Velin (2002)). Mycket str variatin i IRI ch SPÅR före ch efter mätplats, men inga redvisade intervall. Förklaringsvariabler: SPÅR ch IRI, medelvärdesbildningar (median) över 400 m, 200 m före ch 200 m efter hastighetsmätpunkt; hg90 (0-1 variabel) ch hg110 (0-1 variabel), vb (0-1 variabel) ch MV (0-1 variabel). Analyser för hela dygnet respektive dag (09-15) under hela året 7. Space mean speed dvs. hastighet beräknad för genmsnittlig restid: VSMS=n/(summa(1/vi)) n=antal frdn; vi= hastighet frdn nr i. I analyserna anpassades en linjär regressinsmdell enligt följande frm till mätdata (ex. persnbilar dagtid (kl )): V = SPÅR 3.00 IRI hg hg vb MV hg90 = 1 m hastighetsbegränsningen är 90 km/h annars 0 hg110 = 1 m hastighetsbegränsningen är 110 km/h annars 0 vb= 1 m vägbredden är mindre än 8 meter annars 0 MV= 1 m 110-vägen är mtrväg annars 0 Interceptet mtsvarar en hastighetsbegränsning av 70 km/h ch vägbredd 8 m. I tabell 3.5 redvisas skattade parametervärden avseende SPÅR ch IRI för pb, lbu ch lbs under dagtid. 7 I rapprten anges ingen ytterligare tidsavgränsning mtsvarande vad sm valts av Ihs ch Velin (2002): smmarhalvåret ch vardagar. VTI rapprt

32 Tabell 3.5. Skattade parametervärden avseende SPÅR ch IRI för pb, lbu ch lbs under dagtid (kl ) (Anund, 1992).* Frdnstyp SPÅR (a1) IRI (a2) Pb Lbu Lbs *V = a 0 + a 1 SPÅR + a 2 IRI + a 5 hg90 + a 6 hg110 + a 34 vb + a 7 MV; föresträcka 2 200m; understrukna värden markerar signifikant parameter. Kmmentarer till tabell 3.5: SPÅR (a 1): Två av tre skattningar är negativa (lbs psitiv). Endast en skattning är signifikant skild från nll (pb). Avtagande abslut effekt följer med ökande frdnsstrlek. IRI (a 2): Samtliga skattningar är negativa. Endast en skattning är signifikant skild från nll (pb). Avtagande abslut effekt följer med ökande frdnsstrlek. Det framtagna sambandet för pb innebär att m spårdjupet ökar med 10 mm sänks medelhastigheten med knappt 2 km/h ch m IRI ökar med 1 mm/m sänks hastigheten med ca 3 km/h. Övriga resultat: Krrelatinen är 0.19 mellan IRI ch SPÅR pb: större IRI- ch SPÅR-effekter för dag än för dygn. Alla är med minustecken. lb: större IRI- ch SPÅR-effekter för dag än för dygn. Alla är med minustecken. lbs; IRI-effekten är större för dygn än för dag. SPÅR-effekt är med plustecken i båda fallen Övriga referenser Klsrud ch Nilssn (1981) har undersökt hastighetseffekten av beläggningsunderhåll på hårt slitna vägar. Enligt undersökningen ökar hastigheten för pb med 1.4 km/h. Linderth (1981) skriver på liknande sätt sm Klsrud ch Nilssn m hur hastigheten för pb ändras av beläggningsunderhåll på hårt slitna vägar. Ett annat resultat är att IRI- ch SPÅR-effekten är större med snöväglag än för barmark. Enligt studie av Brdin et al. (1986) gäller följande samband mellan hastighet ch kurvradie: V hc = 1 1 v (1 R 0.001) v 0: hastighet före kurvan (m/s) 30 VTI rapprt 902

33 v hc: hastighet i kurvan (m/s) R: hrisntalradie (m) I Nilssn (1989) har reslängd bl.a. påvisats påverka hastighetsnivån för bilar ägda av män, se tabell 3.6. Tabell 3.6. Hastighetseffekt (km/h)sm funktin av reslängd för uppmätta för persnbilar ägda av män på sträckr med hastighetsgränsen 90 km/h. Tillryggalagd (mil) Återstående (mil) För bilar ägda av män avviker hastigheten (km/h) på 90-sträckr per restyp från vad sm gäller för fritidsresr enligt följande: till arbete, +5.0 från arbete, +4.3 tjänst: +4.1 privat ärende, +1.4 km/h. För bilar ägda av kvinnr har inga signifikanta hastighetseffekter kunnat påvisas, vilket delvis skulle kunna vara en följd av att dataunderlaget är väsentligt mindre än för män. Sambandet avseende hastighet sm funktin av radie (Brdin et al., 1986) styrks av Lindkvist (1991). Denna studie ger ckså en bild av hastighetsförlppet både före ch i kurvan. Världsbanken (1998) har utvecklat en beräkningsmdell för samhällseknmisk ptimering av vägunderhåll benämnd HDM-4. I HDM-4 beskrivs frifrdnshastigheten (VSS) med en så kallad minhastighetsmdell, vilken bygger på hyptesen att hastigheten för ett vägavsnitt utgör ett minimum av ett antal lika begränsande hastigheter: 8 VDRIVE: är hastigheten sm begränsas av vägens lutning ch utnyttjad mtreffekt. VBRAKE: är hastigheten sm begränsas av vägens lutning ch utnyttjad brmseffekt. VCURVE: är hastigheten sm begränsas av vägens kurvighet. VROUGH: är hastigheten sm begränsas av vägens jämnhet. VDESIR: är önskvärd hastighet vid ideala förhållanden. 8 Beskrivning hämtad ur Ihs ch Velin (2002). VTI rapprt

34 VLIMIT: är hastigheten sm begränsas av skyltad hastighet (skyltad hastighet antas överskridas med 10 % i HDM-4). Frifrdnshastigheten för frdnstyp k ch en vägsektin med mtlut ser ut enligt nedan: exp ( σ2 2 ) VS ku = β 1 β 1 β 1 β 1 [( V ) + ( DESIR V ) + ( DRIVEu V ) + ( BRAKEu V ) + ( CURVE V ) ROUGH 1 β ] där ch är givna mdellparametrar. Mtsvarande uttryck finns för en vägsektin med nedförslut (VS kd). Frifrdnshastigheten för tur-ch-retur färd beräknas enligt följande: S k = 7.2 [( 1 VS ku ) + ( 1 VS kd ) ] där S k är medelvärdet av steady-state hastigheten i km/h för frdnstyp k. Den hastighet sm begränsas av vägens jämnhet för belagd väg beskrivs enligt följande: V ROUGH = ARVMAX V ROUGHa0 RI där ARVMAX är en knstant berende på frdnstyp (= maximum average rectified velcity; Värden från en australiensisk studie för ett antal lika frdnstyper rekmmenderas sm defaultvärden) där VROUGH_a0 är en knstant = 1.15 för alla frdnstyper (regressinsparameter) där RI är aktuellt IRI-värde (mm/m). HDM-4 mdellen innebär att det är först vid, för svenska förhållanden, höga IRI-värden sm man kan förvänta sig att vägytans jämnhet blir den begränsande faktrn för frifrdnshastigheten Dåvarande vägverket (2001) har utvecklat effektsamband sm uttrycker persnbilshastighet sm funktin av bl.a. IRI. Detta samband kan karakteriseras sm ett mdifierat HDM-4-samband: Vpb = (( HG LF ) IRI) + ( 203 ) ) Vpb: hastighet persnbil (km/h) HG: skyltad hastighet 32 VTI rapprt 902

35 LF: law enfrcement factr (Hur mycket den skyltade hastigheten överskrids. LF=1 mtsvarar att man på jämn väg håller en nivå lika med hastighetsgränsen). I figur 3.1 har hastighetsmdellen illustrerats med ett diagram. Figur 3.1. Hastighet sm funktin av IRI för persnbil enligt ett mdifierat HDM4-samband (Vägverket, 2000). 9 Enligt denna mdell ökar ttala absluta hastighetseffekten av IRI med ökande nivå på eftersträvad hastighet på plan vägyta. Med ökande eftersträvad hastighet följer att jämnhetseffekter uppkmmer vid allt lägre IRI-nivåer. Variatinen för vägjämnhet under året har studerats av Lundberg (2001). Den årliga kartläggningen av vägytans tillstånd (RST) på statligt vägnät sker under en perid av året då vägytan inte förväntas vara påverkad av tjäleffekter. För det studerade vägnätet i Värmland har IRI varit ca 30 % högre under vinterhalvåret jämfört med smmarhalvåret. Enligt persnlig kntakt med Lundberg kan man förutsätta att vintereffekten på IRI är försumbar för vägar med nummer 500 eller lägre. I en studie av Ihs et al. (2004) har mätningar med försökspersner genmförts på ett antal sträckr med varierande vägytestandard. Försökspersnerna var instruerades att försöka hålla 70 km/h m möjligt. Alla försökspersner har kört likadana bilar. Baserat på resultaten från försökspersnernas bedömningar av körkmfrten (en skala från 1=mycket dålig till 5=mycket bra), föreslås i första hand följande samband mellan körkmfrt (KK) ch IRI: KK = 4,07 0,32 IRI då IRI < 9,6 mm/m För IRI >=9,6 mm/m sätts KK= 1, dvs. mycket dålig. Krrelatinen mellan IRI ch SPÅR på prvsträckrna var Inverkan av väg- ch trafikmiljö på länkhastighet ingår sm en del av den s.k. EVA-mdellen (Vägverket, 2009a). Hastigheten på en väglänk berr på följande variabler: 9 LF=1. VTI rapprt

36 vägbredd antal körfält hrisntell kurvatur vertikal kurvatur krsningsutfrmning: primärt i plan eller planskilt hastighetsbegränsning trafikflöde andel tung trafik. Både vägyta ch väglag ingår indirekt i dessa samband sm följd av att kalibreringsdata inkluderar de vägyte- ch väglagsförhållanden sm gäller på det svenska vägnätet under året. Det senaste underlaget för uppdatering av denna hastighetsmdell finns dkumenterat i Olstam et al. (2013). För den standardiserade uppföljningen av vägytestandard på det svenska vägnätet utförs mätningar enligt Vägverket (2009b). 10 När IRI ch MPD mäts med RST i den standardiserade uppföljningen är det för en spårvidd av 1,5 m. Placeringen av RST-bilen i sidled är sådan att vänster mätspår stämmer överens med vänster spårbildning. Enligt sidlägesmätningar på vanlig trafik har hjulen på vänster frdnssida, både för lätta ch tunga frdn, en psitin sm mtsvarar vänster mätspår medan höger mätspår enbart stämmer för lätta frdn på ett ungefär. För smala vägar placeras RST mitt i vägen dvs. vare sig vänster eller höger stämmer för tunga frdn. Även MPD varierar över året enligt Gustafssn et al. (2012). Denna variatin är så liten att den inte bedöms ha någn betydelse i detta sammanhang. Enligt Lundberg ch Sjögren (2012) kan det finnas betydande skillnader i IRI ch MPD mellan de mätlägen sm används vid den årliga uppföljningen av vägytestandard ch för vad sm gäller för ett sidläge representativt för hjulen på tunga frdns högra sida. Hur vägytan är uppmätt ch hur den varierar i sidled kan då ha betydelse för skattade parametervärden i funktiner sm uttrycker hastighet sm funktin av vägyta. Betydelsen av att mäta i två lägen till vänster ch två lägen till höger m nrmalläget (höger: 600 mm ch 350 mm; vänster: 600 mm ch 390 mm) 11 : IRI höger: störst genmsnittlig avvikelse längst åt höger jämfört med nrmal IRI vänster: mindre avvikelser än till höger MPD: ungefär samma avvikelser för höger ch vänster mätspår. Mittspåret har mindre avvikelser. Bakgrund till denna studie var att RST för IRI ch MPD endast beskriver två respektive tre mätspår. Kunskapsnivån m vilka värden sm gäller tvärs vägen i övrigt har varit låg. Denna piltstudie avsåg att ta fram exempel på förekmmande variatiner. 10 Numera ersatt av TDOK 2014:0003, Vägytemätning Mätstrheter ch TDOK 2014:0005, Vägytemätning Objekt (Trafikverkets styrande ch stödjande dkument). 11 I nrmalläget väljer man att placera detektrn vid RST vänsterhjul i vänster spårbildning. 34 VTI rapprt 902

37 Inm en studie av samband mellan hastighet ch trafikflöde (Olstam et al ) har tvåfältsvägar indelats i följande bredd-klasser: smala: <8 m (-5.6 m (mycket smal), m (smal)) nrmala: 8 m ch <10 m breda: 10 m. VTI rapprt

38 4. Metd 4.1. Dataunderlag Hastighetsdata (TMS) Ett mycket mfattande dataunderlag baserat på hastighetsmätningar finns att tillgå från ett tidigare prjekt dkumenterat i Olstam et al. (2013). Av resursskäl har det bara varit möjligt att utnyttja en mindre del, Västra Götaland, av det ttala materialet. 12 Detta förklaras primärt av den resurskrävande sammanlänkningen mellan TMS- ch RST-data. Mättillfällena för TMS är valda så att de ska vara likfrmigt fördelade över året, över lika veckdagar ch över dygnet. Datafilens pstinnehåll: mätplats id inklusive krdinater vägbredd hastighetsgräns tid: år; månad; dag; timme per riktning ch frdnskd: medelhastighet per timme ch riktning antal per timme ch riktning. De trafikanalysatrer sm används för hastighetsmätning kan inte med full säkerhet skilja mellan lätta ch tunga frdn 13. Gränsen mellan lätta ch tunga frdn är satt till ett axelavstånd av 3,3 m. Det finns lätta frdn sm har större axelavstånd än 3,3 m ch tunga frdn sm har krtare avstånd än 3,3 m. Det första alternativet är antalsmässigt betydligt vanligare än det andra. Baserat på antal axlar ch axelavstånd klassas de registrerade frdnen enligt tabell Det är speciellt resurskrävande att sammankppla TMS-data med RST-data. 13 Ett lätt frdn har en ttalvikt av max kg. 36 VTI rapprt 902

39 Tabell 4.1. Frdnskder i TMS-data.* Antal axlar Axelavstånd Förekmmande Max hast. km/h Anmärkning Fkd Dragbil Släp Dragbil m Frdnstyper 2-fält, MLV MV,ML,MML < 3,3 Pb utan släp Enligt skyltning Hmgen grupp buss (lätt) utan släp Enligt skyltning 2 0 Lätt lb utan släp Enligt skyltning Llb liten andel < 3,3 Pb med släp Buss (lätt)m släp Lätt lb m släp Pb (>3.3m) 2 0 3,3 Lätt lastbil Llb (<3,5 tn) Enligt skyltning Enligt skyltning Ca % 2 0 3,3 Buss Ca 5 8 % 2 0 3,3 Tung lastbil Tlb (>3,5 tn) %. Inhmgen grupp ,3 Bggiebuss Marginell andel på landsbygd ,3 Tung lb med bggie Hmgen grupp, kan användas ,3 Ledbuss Marginell andel 2 1-3,3 Tung lb med släp eller påhäng ,3 Tung lb med släp eller påhäng bggie på dragbil Hmgen grupp, kan användas Hmgen grupp, enbart en frdnstyp *I stället för att använda frdnskder enligt tabellen används följande beteckningar i denna dkumentatin: pbu=fkd 16; pbs=fkd 18; lbu=fkd 19; lbs=fkd 20+21; pb=lätta frdn ttalt; lb=tunga frdn ttalt. Enligt tabellen representerar en frdnskd en blandning av persnbilar, bussar ch lastbilar. Någn separat redvisning för persnbil, buss eller lastbil finns inte. En hastighetsmätning mfattar följande trafikströmmar: för MV: aggregerad data för samtliga körfält i en riktning för tvåfältiga vägar: samtliga frdn i vägens båda riktningar ch med riktningsuppdelning. VTI rapprt

40 Definitin av hastighetsmätning i TMS-data: en i tiden sammanhängande mätning i en punkt utan andra avbrtt än sådana berende på eventuella fel. Vi använder enbart mättimmar sm tillhör frifrdnsintervallet. Detta skulle bl.a. kunna påverka resulterande antalsfördelning av frdn över tid, vilket i sin tur påverkar trafikviktade hastighetsmedelvärden. Vi har valt brytpunkter enligt Olstam et al. (2013) för definitin av fri trafik enligt följande: 70 km/h ch vägbredd < 8m: 100 f/h (summerat i två riktningar) 90 km/h ch vägbredd 8-10 m: 100 f/h (summerat i två riktningar) 110 km/h ch MV två körfält per riktning: 1805 f/h per riktning. Om uppmätt trafikflöde per timme uppgår till maximalt brytpunkternas värden har bservatinen (medelhastighet per frdnstyp ch timme) medtagits i analysen. De tillgängliga TMS-data avser periden 9 januari augusti I figurerna ges en reducerad redvisning av dessa hastighetsdata för alla tillgängliga år dvs. före rensning avseende krav på RST ch TMS från samma år. 14 Mera fullständiga redvisningar av hastighetens variatin med tidsvariabler har per frdnstyp redvisats i bilaga 1. Syftet med denna analys har varit att få tillgång till ett underlag för bedömning av hur den resulterande analysfilen bör avgränsas med avseende på tid. Tidsperider mellan vilka hastigheten skiljer mer än marginellt bör hållas isär i analysen för att undvika större hastighetsspridning. Figur 4.1. Medelhastighetens variatin med månad i TMS-data. 70 km/h. 14 Med avgränsning för följande: vägnummer 500; fri trafik; mätningar med föresträcka 1000 m. 38 VTI rapprt 902

41 Figur 4.2. Medelhastighetens variatin med månad i TMS-data. 90 km/h. Medelhastighetens variatin med veckdag ch tid på dygnet för pbu vid 70 ch 90 km/h redvisas i figur 4.3 ch 4.4. Figur 4.3. Medelhastighetens variatin med veckdag ch tid på dygnet för pbu. Hastighetsbegränsning 70 km/h. VTI rapprt

42 95 94, , , ,5 pbu pbu pbu pbu pbu ,5 M-F L-S Figur 4.4. Medelhastighetens variatin med veckdag ch tid på dygnet för pbu. Hastighetsbegränsning 90 km/h. I tabell 4.2 redvisas återstående TMS-data efter att diverse avgränsningar har gjrts enligt beskrivning i avsnitt Detta mtsvarar bl.a. att alla TMS-data från 2011 exkluderats berende på att RST-data från 2011 ej funnits tillgänglig. Tabell 4.2. Resulterande TMS-data för analys. Strhet 70 km/h 90 km/h antal mätpl antal mätningar antal timmar mätår I tabell 1 4 i bilaga 3 redvisas hastighetspercentiler per hastighetsgräns ch frdnstyp baserade på den slutliga analysfilen. Medianhastighet per frdnstyp ch hastighetsgräns redvisas i tabell 4.3. Tabell 4.3 Medianhastigheter enligt analysfilen. F-typ 70 km/h 90 km/h pbu 76,5 93,6 pbs 72,0 85,0 lbu 72,4 86,1 lbs 70,2 84,4 40 VTI rapprt 902

43 Vägdata RST-data i detta sammanhang mfattar det statliga vägnätet i Västra Götaland under periden 28 maj nvember De uppföljande RST-mätningarna på statligt vägnät har utförts under smmar ch höst, se (Vägverket, 2009b). Mätdata redvisas nrmalt för 20-metersintervall, men intervall-längden kan avvika betydligt från nrmallängden. För varje 20-metersintervall, i frtsättningen benämnd bservatinssträcka, finns medelvärden av lika vägmått för intervallet. Vägmått sm ingår i RST-data per bservatinssträcka: SPÅR, max: spårdjup beräknat enligt trådprincipen för mätfrdnets hela mätbredd IRI (mm/m): höger (våglängd 0,25 m) MPD(mm): vänster ch höger. (våglängd 0,001 0,100 m) tvärfall (%) med minustecken då höger körfält i mätriktningen lutar neråt från vägmitt ch med plustecken i annat fall backighet (%) med minustecken för nerförslutning i mätriktningen kurvatur (10000/R) där R är radien uttryckt i meter ska i mätriktningen ha psitivt värde i vänsterkurva ch negativt värde i högerkurva bredd (m) hastighetsgräns (km/h). I RST-filen ingår ckså uppgifter m beläggningsdatum. Speciellt för MV gäller: RST beskriver enbart höger körfält RST-data finns i vägens båda riktningar till skillnad från övriga typsektiner. Per hastighetsmätning har 101 bservatinssträckr (20 m) i en sammanhängande följd valts ut. Den 51:a bservatinssträckan är utvald för att sammanfalla med läget för hastighetsmätningen dvs. trafikanalysatrn har varit placerad i detta tjugmetersintervall. 15 Val av antal gjrdes utifrån förutsättningen att ett intervall alltid skulle ha längden 20 m, vilket visade sig vara en någt felaktig förutsättning. Genm att längden av intervallen inte alltid är 20 m så kan den ttala sträcklängden före ch efter TMS-punkt vara både längre ch krtare än m. Det finns enligt Lundberg (2001) risk för en betydande variatin av IRI under året. För att minimera denna felkälla har vägdata avgränsats till vägar med nummer 500 eller lägre. Uppgifter m beläggningsdatum är säkra enligt Ihs ch Velin (2002). Arbetena kan ha påbörjats upp till en månad före ch till en vecka efter angivet datum. Beläggningsdatum saknades i 30 % av fallen. Det kan ckså förtjänas att påpeka att denna säkerhet för vägytevariabler inte gäller variablerna för backighet ch kurvatur. 15 Nrmalt är sträcklängden 20 m, men andra längder förekmmer. Detta har kmplicerat uppläggning av analysfilen väsentligt. VTI rapprt

44 I bilaga 3 redvisas lika percentilvärden per vägvariabel efter att data begränsats enligt ett antal kriterier redvisade i avsnitt Medianvärden per hastighetsgräns ch föresträcka redvisas i tabell 4.4. Tabell 4.4 Medianvärden av vägmiljövariabler.* Variabel 70 km/h 90 km/h 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m ADC** 43,5 59,3 60,3 66,4 6,9 9,3 11,9 11,8 RF** 24,4 24,5 22,2 17,2 8,4 8,4 7,8 8,7 SPÅR 10,0 9,6 8,9 9,0 4,6 4,5 4,5 4,7 IRI 2,0 1,9 2,0 1,9 2,2 2,0 1,9 1,8 MPD 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 *Baserade på antalsfördelning enligt pbu; **För definitin av ADC ch RF, se avsnitt Värt att ntera beträffande medianvärden för linjeföring: Att ADC för 70 km/h ökar med ökande föresträcka vilket skulle kunna tyda på att man strävat efter att placera mätplatserna på mera raka vägavsnitt. Uttryckt sm kurvradie förändras denna från 1316 till 863 m då föresträckan ökar från 100 till m. Att mätplatserna för 70 km/h har ett RF (lutning) sm i huvudsak minskar från 24,4 till 17,2 m/km med ökande föresträcka, vilket skulle kunna tyda på att man strävat efter att placera mätplatserna i lutningar. Att det ckså för 90 km/h finns ett ökande ADC med ökande föresträcka sm i absluta termer är mera marginell men relativt minst lika str sm för 70 km/h. Att RF för 90 km/h har relativt sett liten variatin ch utan någn systematik. Att det är en betydande skillnad i linjeföringsstandard för medianvärden mellan 70 km/h, med siktklass 3, ch 90 km/h, med siktklass 1. (föresträcka m). Min ch max-värden för ADC per vägtyp ch föresträcka: 70 km/h: 100 m: 3,4 ch 184 /km (radie= m ch radie=311 m) m: 11,5 ch 134,2 /km (4 983 m ch 427 m) 90 km/h 100 m: 1,1 ch 25,2 /km (radie= m ch radie=2 274 m) m: 4,2 ch 37,3 /km (radie= ch radie=1 536 m) Min ch max-värden för RF per vägtyp ch föresträcka: 42 VTI rapprt 902

45 70 km/h: 100 m: 1,4 ch 54,2 m/km m: 3,2 ch 35,8 m/km 90 km/h 100 m: 2,2 ch 40 m/km m: 4 ch 29,4 m/km. Detta uttrycker att mätpunkterna per hastighetsgräns tillhör ett intervall av siktklasser: 70: siktklass : siktklass 1-3. Variatinen av det aritmetiska medelvärdet för ADC 70 är mtsatt vad sm gäller för medianen dvs. minskande ADC med ökande föresträcka. Både medianen av ADC 70 ch av ADC 90 ökar med ökande föresträcka. Värt att ntera beträffande medianvärden för vägyta: 70 km/h: endast SPÅR med föresträcka 500 m avviker mer än 10 % från värdet vid 100 m 90 km/h: endast IRI med föresträcka 500 ch m avviker mer än 10 % från värdet vid 100 m. Förändringen av IRI med föresträcka går systematiskt mt mindre värden. Variatinsmrådets bredd (max-min) för vägytedata på vägar med 70 km/h ch föresträcka 100, 400, 500 ch m: SPÅR: 10,4; 9,1; 9,5; 8,6 mm IRI: 1,8; 2,0; 1,9; 1,7 mm/m MPD: 1,3; 1,3; 1,2; 1,1mm/m. Variatinsmrådets bredd (max-min) för vägytedata på vägar med 90 km/h ch föresträcka 100, 400, 500 ch 1000 m: SPÅR: 8,4; 12,1; 11,7; 9,7 mm IRI: 2,3; 1,7; 1,6; 1,5 mm/m MPD: 1,6; 1,5; 1,5; 1,4 mm/m. I huvudsak krymper variatinsmrådet med ökande föresträcka. Detta gäller speciellt IRI för 90 km/h parallellt med att medianvärdet minskar. Tlkningen av parameterskattningarna för hastighetseffekter kan försvåras m förklaringsvariablernas medelvärden varierar mycket med föresträckans längd. En brist i IRI- ch MPD-data är att dessa inte beskriver den vägyta sm de tunga frdnens hjul på höger sida expneras för. Observera att man vid RST-mätning är instruerad att välja sidläge så att vänster detektr ska mäta i vänster hjulspår. MPD- ch IRI-detektrerna på höger sida mtsvarar ett sidläge för lätta frdns högerhjul. Eftersm IRI i denna studie enbart avser höger hjulspår (lätt frdn) är en relevant fråga hur detta mått samvarierar med vad sm gäller för tunga frdns hjulspår både på höger ch vänster sida. Att RST-vägytedata för tunga frdn lär ge sämre representativitet än för lätta frdn ifråga m expnering kan bidra till en sämre förklaringsgrad i analyserna för tunga än för lätta frdn. VTI rapprt

46 Kmplettering av vägmått Kmplettera backighet med Rise and Fall (RF) beräknad enligt följande: RF i = backighet i = backighet i 10 m/km backighet(i): värde för bservatinssträcka (i) enligt RST (%) Kmplettera kurvatur med Average Degree f Curvature (ADC) beräknad enligt följande: ADC i = 5.73 k i k(i): kurvatur bservatinssträcka (i) enligt RST ( R i ) R(i): kurvradie bservatinssträcka (i) enligt RST (m) För analys används ett MPD-mått enligt följande: MPD = MPD v + MPD h 2 IRI beräknas sm ett medelvärde av vänster ch höger detektrspår. SPÅR beräknas sm ett medelvärde av vänster ch häger spårdjup. Medelvärdesbilda slutligen för valda längder av föresträcka SAMS-mråden Varje TMS-punkt ligger inm ett s.k. SAMS-mråde. Inm ett SAMS-mråde finns beskrivning av tätrtsavgränsningar. Baserat på infrmatinen per SAMS-mråde har TMS-platserna indelats enligt följande: i tätrt utanför tätrt ch minst en tätrt på krtare avstånd än 10 km utanför tätrt ch ingen tätrt inm ett avstånd av 10 km. Syftet med denna klassning har varit att indirekt ch någt grvt kmma åt inverkan av reslängd på hastighet. Under förutsättning av att resr i huvudsak startar ch slutar i tätrt skulle reslängden inm gruppen Utanför tätrt ch ingen tätrt inm ett avstånd av 10 km vara minst 10 km. Analyserna ch redvisningen har avgränsats till denna grupp. Syftet med denna avgränsning har varit att undvika att reslängdsfördelningens inverkan på hastighet i TMS-punkterna ska störa analysen. 44 VTI rapprt 902

47 4.2. Sammankppling av data Hastighetsdata med vägytedata RST-mätning utförs enbart i en riktning på tvåfältig väg medan hastighetsmätning utförs i båda riktningar. Därmed har man för tvåfältsväg enbart direkt infrmatin m vägyteexpnering för den ena av hastighetsmätningens båda riktningar. RST-data efter mätpunkten för hastighet kan möjligen ge ett indirekt mått på vägytestandarden i mtsatt färdriktning. För MV finns både hastighetsmätning ch RST-mätning per riktning. TMS-data avser samtliga körfält till skillnad från RST-data sm är avgränsade till höger körfält. TMS-data går inte att separera per körfält. Riktning för RST-mätning måste kunna sammankpplas med riktning för hastighet. En mycket viktig punkt är att riktning för hastighetsmätning mtsvaras av samma riktning i RST-data. Den metd sm använts för att sammanlänka TMS-data med RST-data har redvisats i bilaga 2. RST-data för en sträcka av m före ch m efter mätplatsen har tagits med i ett basalternativ dvs. ttalt 101 bservatinssträckr. Mätplatsens läge sammanfaller med den 51:a bservatinssträckan. Denna delsträcka, 51an, ingår inte i sträcklängd före mätplatsen. Efter denna sammankppling kan det per TMS-mätning finnas flera RST-mätningar Val av vägytedata per hastighetsmätning Vägytan per vägavsnitt förändras med tid dvs. lika RST-mätningar per mätplats för hastighet har lika vägytedata. Denna förändring med tid kan antingen vara en följd av väghållningsåtgärder eller av andra rsaker. Med andra rsaker menas huvudsakligen sådan förändring sm följer av tid, meterlgi ch trafik. Vägytans förändring med tid, undantaget väghållningsåtgärder, är en långsam prcess, se exempelvis Hammarström et al. (2008). RST-data från samma år sm hastighetsdata bör inte kunna avvika mer än marginellt från vad sm gällde under hastighetsmätningen under förutsättning av att beläggningsåtgärd inte utförts. RST-data per väglänk finns sm mest tillgänglig med en mätning per år. För att en hastighetsmätning ska tas med för analys har krävts att RST-data ska finnas från samma år ch att beläggningsåtgärd inte utförts mellan RST ch TMS. En kmplikatin vid en sådan kntrll är att uppgifter m genmförda beläggningsåtgärder enligt Ihs ch Velin (2002) kan saknas i en tredjedel av fallen. Det finns ckså en säkerhet sm följd av att beläggningsåtgärd inte alltid har utförts angivet datum. Dessa prblem har inte beaktats i denna studie. Endast vägar med nummer 500 eller lägre ingår i den slutliga analysfilen Datafil för analys En analysfil har bildats med följande innehåll per datapst: mätplats: id ch krdinater vägnummer vägbredd hastighetsgräns år (TMS) månad (TMS) veckdag (TMS) VTI rapprt

48 data per timme (TMS): timme hastighetsdata per frdnstyp (i samma riktning sm vägytedata) under aktuell timme antal frdn per frdnstyp (i samma riktning sm vägytedata) under aktuell timme RST-data före TMS-mätpunkt: lika sträcklängder med tillhörande medelvärden (initialt meterssträckr) 16 datum för RST-mätning mrådestyp, tätrt eller icke tätrt: icke tätrt uppdelat i minst 10 km till närmaste tätrt ch tätrt på krtare avstånd än 10 km trafik, fri eller övrig (fri trafik=1, övrig=0). Varje datapst i denna fil mtsvarar en hastighetsmätning i en punkt ch i en riktning under en timme. Hastighetsdata ch RST-data avser samma körfält i samma riktning m tvåfältsväg (MV mindre avvikelse). Analyser genmförs för lika sträcklängder före mätplats. Därvid används medelvärden av vägdata per sådan sträcklängd Parameterskattning Avgränsning av tillgänglig data Analysen har avgränsats till vissa värdeintervall för förklaringsvariablerna av bl.a. följande skäl: att minska spridningen i hastighetsdata att beakta förklaringsvariabler utan att behöva ta med dessa i funktinsansatser att öka möjligheterna till jämförelse med litteraturen inm mrådet. Indelning efter vägbredd ch hastighetsgräns har gjrts enligt följande: smal väg (-8 m) ch 70 km/h nrmal väg (8-10 m) ch 90 km/h MV ch 110 km/h (har utgått ur analysen berende på för litet gdkänt material). Därmed finns vägbredd ch hastighetsgräns med i analyserna utan att direkt ingå sm förklaringsvariabler. Denna lösning medför ckså den fördelen att eventuella samspelseffekter med andra förklaringsvariabler kan beaktas utan att behöva använda en mera kmplicerad funktinsansats. Av de tillgängliga frdnstyperna enligt tabell 4.1 har analyserna avgränsats till följande: lätta: pbu utan släp pbs med släp 16 Eftersm antalet IRI-spår kan variera mellan lika RST-mätningar kan ett viktigt tillägg vara att vad sm använts för analys är IRI höger, det enda tillgängliga spåret. Beträffande MPD har medelvärdet av vänster ch höger spår använts för analys. 46 VTI rapprt 902

49 tunga: lbu utan släp lbs med släp. Indelning ch avgränsning med avseende på tid har gjrts enligt följande: årstid: april ktber, eftersm man därmed exkluderar vinterväglag i vald regin. tid på dygnet: 09-15, eftersm hastigheten kan skilja betydligt relativt övriga tider speciellt på 90-vä veckdag: alla, eftersm variatinen i hastighet mellan veckdagar för vald tid på dygnet inte bedömts ge upphv till någn betydande ökning i spridning. Ytterligare avgränsningar till: enbart fri trafik enbart mätningar med tillgänglig RST-data upp till m före hastighetsmätplats enbart den riktning för vilken RST-data finns enbart utanför tätrt ch minst 10 km till närmsta tätrt enbart vägar med nummer 500 eller lägre. De beskrivna avgränsningarna medför nackdelar i frm av reducerad representativitet för vad sm söks, generella samband, ch fördelar i frm av ett förväntat minskat säkerhetsintervall för skattade funktinsparametrar Basinfrmatin för mdellutveckling ch analys Det finns ett antal punkter att beakta vid mdellutveckling: vilka förklaringsvariabler sm kan förväntas ha betydelse för hastighet ch hur dessa ska ingå i analysen. funktinsfrm: eventuella samspelseffekter mellan förklaringsvariablerna; linjär eller annan frm föresträckans längd anpassning till kmmande tillämpning. I detta avsnitt används följande begrepp: jämviktshastighet: den slutliga hastighet sm kmmer att hållas m ett hmgent vägblck är tillräckligt långt för att nå knstant hastighet anpassningsförlpp: hastighetsförlpp från den punkt hastigheten börjar anpassas fram till att jämviktshastighet nås alternativt nästa anpassningsförlpp påbörjas anpassningssträcka: körsträcka under ett anpassningsförlpp. VTI rapprt

50 I ett hmgent vägblck tillhör de vägbeskrivande variablerna bestämda intervall.vad sm söks för vägplanering är hur vägytans tillstånd påverkar hastighet över en sträcka. Variabler Förklaringsvariabler av intresse är alla sådana sm enligt befintlig kunskap, se avsnitt 3, bidrar till att förklara hastighetsnivån i en punkt samt sådana för vilka ny kunskap söks m eventuell hastighetseffekt. Därmed bedöms följande variabler kunna vara av intresse: vägtyp vägbredd hastighetsgräns hrisntell kurvatur lutning i längdled siktklass 17 siktlängd trafikflöde ch ÅDT andel tung trafik spårdjup (SPÅR) vägjämnheter (IRI) makrtextur (MPD) tvärfall i kmbinatin med hrisntalradie metrlgiska förhållanden inklusive väglag ljusförhållanden reslängd ch typ av ärende krsningstäthet. Mdeller vilka uttrycker hastighet per frdnstyp sm funktin av vägtyp, vägbredd, hastighetsgräns, linjeföring ch trafik används sedan länge inm vägplanering enligt redvisning i avsnitt 3. Enligt Trafikverkets mdeller för vägplanering varierar hastighet med vägbredd, hastighetsgräns, siktklass ch trafikflöde. Genm att göra separata analyser per hastighetsgräns, vägbreddsklass ch siktklass behöver dessa förutsättningar inte beskrivas genm speciella variabler i hastighetsfunktiner. Till denna grupp av förutsättningar räknas ckså typ av väg: MV; ML; 2+1 ch antal körfält. I hrisntalkurvr utsätts frdnen för en sidkraft: Massnrmerad sidkraft (N/kg)= V 2 /R 17 Siktklass bestäms frmellt av andel siktlängd större än 300 m med mer än 70 % sm siktklass 1 ch mindre än 30 % sm siktklass 4, den sämsta. (Björketun, 2003) 48 VTI rapprt 902

51 km/h Berende på friktinen mellan vägyta ch däck finns en övre fysikalisk gränshastighet sm ett frdn kan passera en kurva med. En rimlig hyptes är att det ckså finns ett kmfrtberende uttag av sidkraft. Betydelsen av hrisntalradie för hastighet finns beskriven i avsnitt 3.3. Enligt denna hastighetsmdell kan man i analysdata på 70-vägarna sm mest förvänta en hastighetsreduktin av ca 8 km/h (max hastighet pbu i kmbinatin med max ADC) medan man på 90-vägarna inte kan förvänta någn hrisntalradieeffekt m ADC översätts till en radie. 18 Hrisntalradien måste vara mindre än m (ADC>57 /km) för att mdellen ska ge en hastighetsreduktin. Det maximala bserverade ADCvärdet på 90-väg är 46 /km, vilket då skulle mtsvara en minsta radie >1 000 m. Eftersm föresträckrna till TMS-punkterna utgörs av en blandning av raksträckr ch kurvr kan man inte utesluta att ett ADC-värde lika med 46 /km kan mtsvara förekmst av radie <1 000 m på någn del av föresträckan. Hastighetsmdellen för hrisntalkurva uttrycker att den förväntade hastighetsreduktinen utöver radie ckså berr av alla andra förutsättningar sm påverkar hastigheten (V0) före kurvan till vilka även vägyta kan räknas. Den ttala inverkan av en hrisntalkurva inbegriper retardatin före, sänkt hastighet i kurvan ch acceleratin efter kurvan. Man kan därmed på raksträckr, både före ch efter en hrisntalkurva, ha V<V0. Den genmsnittliga sträcklängden med V<V0 sm följd av hrisntalkurvr minskar med ökande retardatins- ch acceleratinsnivå. I den hastighetsmdell för hrisntalkurvr sm beskrivits i avsnitt 3.3 kan R ersättas med ADC enligt beskrivning i avsnitt Man får då samband mellan V ch ADC enligt figur 4.5. Hastighet i kurva ADC Figur 4.5. Samband mellan hastighet ch hrisntalradie uttryckt med ADC med lika eftersträvad hastighet före kurvan (Brdin et al., 1986). 18 Mdellvärdena kan anpassas till en linjär regressin vid 70 km/h inm mätdatamrådet för ADC: dv/d(adc)= -0,018 ((km/h)/( /km)) För 90 km/h ger mdellen att dv/d(adc)=0, eftersm max ADC mtsvarar en radie större än 1000 m. VTI rapprt

52 Sambanden mellan hastighet i kurva ch ADC är enligt mdellen icke-linjära. Betydelsen för hastighet av lutning i längdled bestäms, utöver själva lutningen, i str utsträckning av tillgänglig frdnsprestanda. För att dv/dt, sm på rak, hrisntell ch i övrigt hmgen väg nrmalt är ungefär lika med nll, ska påverkas av ett mtlut krävs att lutningsmtståndet är större än den tillgängliga reservkraften på rak hrisntell väg. Reservkraften är lika med skillnaden mellan maximalt tillgänglig dragkraft ch färdmtståndet på rak hrisntell väg. Denna reservkraft berr i sin tur på ett strt antal faktrer sm: frdnsprestanda, lastförhållanden, hastighet ch körbeteende. Om lutningsmtståndet är större än reservkraften finns en jämviktshastighet per frdn ch lutning. I tabell 4.5 redvisas exempel på jämviktshastigheter för tung lastbil med släp. Tabell 4.5. Exempel på jämviktshastigheter (km/h) i mtlut för tung lastbil med släp.* Lutning (%) 40 t (50% last) 60 t (100% last) * Exempel lbs: m= 40 t respektive 60 t; CD= 0,7; A= 10 m 2 ; CR=0,006; VG=0,9; P= W 19 Om ingångshastigheten i ett blck är högre än jämviktshastigheten följer en retardatin. Den resulterande hastighetseffekten över vägblcket, medelhastigheten, blir slutligen en funktin av ingångshastighet, lutningslängd, dv/dt ch jämviktshastighet. Ju krtare sammanhängande lutning ch ju mindre skillnad mellan ingångshastighet ch jämviktshastighet dest mindre hastighetseffekt. Hastighetsreduktinen pågår fram till dess att aktuell hastighet blir lika med jämviktshastigheten. Eftersm hastigheten enligt exemplet går asympttiskt mt jämviktshastigheten finns ett bedömningsprblem m var retardatinen avbryts. I exemplet har förutsatts att en knstant framdrivningseffekt finns tillgänglig. Ett verkligt förlpp påverkas av den stegade växellådan. Så länge man ligger kvar på samma växel tappar mtrn varvtal då hastigheten minskar dvs. tillgänglig mmentan effekt minskar. Även variatinen i mmentkurvan kan påverka förlppet. Till detta kmmer ckså att under varje växling blir dragkraften från framdrivningssystemet lika med nll. Retardatinen under växling blir då lika med färdmtståndet delat med frdnsmassan. Den genmsnittliga retardatinen bedöms därmed bli någt större än i det förenklade exemplet. Den sträcka sm krävs för att nå fram till jämviktshastigheten för en lutning av ca 3 % berr av ingångshastigheten i lutningen. Om man utgår från medianhastigheterna per hastighetsgräns för lbs i denna studie gäller följande: 70 km/h: medianhastighet i mätdata: 70,2 km/h 19 Enligt (Hammarström and Yahya, 2013) gällde följande värden för lastbilar med släp (exklusive dragbil med semitrailer) ch ttalvikt >50t i Eur 3 år 2009 för medelfrdn på väg: tmvikt, 22,4t; ttalvikt, 62,8t ch P, W. 50 VTI rapprt 902

53 90 km/h: jämviktshastighet: 63 km/h Initial dv/dt: -0,054 m/s2 retardatinssträcka för halva differensen mellan initialhastighet ch jämviktshastighet: 590 m. medianhastighet i mätdata: 84,4 km/h jämviktshastighet: 63 km/h initial dv/dt: -0,14 m/s2 retardatinssträcka för halva differensen mellan initialhastighet ch jämviktshastighet: 660 m. Om ingångshastigheten är lägre än jämviktshastigheten ch hastighetsanspråket högre än ingångshastigheten följer en acceleratin. Hastighetseffekten av lutning kan skrivas sm: V 0-V jv V 0: hastighetsanspråk V jv: jämviktshastighet Därmed skulle hastighetseffekter enligt tabell 4.6 följa av lika lutningar ch hastighetsanspråk enligt det valda exemplet. Tabell 4.6. Exempel på hastighetsreduktiner (km/h) sm följd av mtlut, hastighetsanspråk ch bruttvikt.* Mtlut (%) 40 t med hastighetsanspråket: 60 t med hastighetsanspråket: *V0-Vjv dvs. exklusive anpassningsförlppet. Förekmmande maxlutningar på studiens mätsträckr, minst 4 %, är både för 70 ch 90 km/h så stra att hastighetseffekter är tänkbara för samtliga frdnstyper. På 70-vägarna är ckså medianvärdet för mätsträckrnas lutning så strt (2,4 %) att en påverkan på tunga frdn är tänkbar ckså för denna lutningsnivå. Ur tabell 4.6 framgår med all tydlighet att den fysikaliska hastighetseffekten av lutning berr av den eftersträvade hastighet sm följer av vägbredd ch hastighetsgräns. VTI rapprt

54 Det använda lutningsmåttet RF kan beskriva genmsnittlig hastighetseffekt av mt- ch nerförslut. För en sammanhängande lutning ger måttet genmsnittlig lutning utan tecken. Måttet kan därmed förklara den genmsnittliga hastighetseffekten av lutningar i båda riktningar alternativt av en serie mt- ch nerförslut i en riktning. En brist i RF är att måttet inte beskriver lutningens längd. Ett ch samma värde på RF kan antingen mtsvara en sträcka med några få långa lutningar alternativt en sträcka med en serie krtare uppförs- ch nerförsbackar med samma absluta lutningsgrad. Den uppmätta punkthastigheten i ett mtlut berr av var i lutningen mätutrustningen är placerad. Den uppmätta lutningseffekten kan även i ett mtlut med str lutningsgrad bli nära nll m utrustningen placeras i lutningens början. För beskrivning av linjeföring använder Trafikverket begreppet siktklass (1-4). Siktklass är ett uttryck för en kmbinatin av hrisntell ch vertikal linjeföring. I denna studie används ADC respektive RF sm mått på hrisntell respektive vertikal linjeföring. Genm att ha med ADC ch RF sm förklaringsvariabler är en översättning till siktklass möjlig, se bilaga 4. Översättningen till siktklass bör baseras på sträckr förslagsvis minst 10 km långa. Ett ytterligare krav skulle kunna vara att sträcklängden är tillräckligt lång för att genmsnittlig lutning från start till slut av föresträcka ska vara nära nll. Mtivet för detta är att RF är ett mått sm kan uttrycka medeleffekten av mt- ch medlut men inte bara det ena. Siktlängd är en funktin av kurvatur, lutning, tpgrafi ch vegetatin. Genm att linjeföring finns tillgänglig i frm av lutning ch kurvatur per 20-metersintervall skulle en grv uppskattning av siktlängd kunnat ha gjrts baserat på tillgängliga vägdata inklusive vägbredd. Denna möjlighet har inte utnyttjats. Ett mera representativt alternativ skulle vara inmätning. Om siktlängd inte ingår i analyserna kan denna effekt till viss del fångas upp av ADC ch RF, men då med väsentligt sämre precisin jämfört med vad sm skulle kunna beräknas utifrån den kmpletta linjeföringen. Det finns lika typer av siktlängd: mötes- ch stppsikt. Hastighet påverkas av trafikflöde ch andel tung trafik. Vi använder enbart mättimmar tillhörande frifrdnsintervallet. Detta mtsvarar en intervallindelning av trafikflödet per timme ch där analys enbart genmförs för mättimmar med trafikflöde i frifrdnsintervallet. Mättimmar med trafikflöde utanför frifrdnsintervallet utgår ur analysen. Vad sm egentligen söks är fria frdn dvs. frdn med så str tidlucka till framförvarande frdn att de kan betraktas sm fria. För att kunna separera fria frdn från övrig trafik skulle mätdata behöva finnas på frdnsnivå med tillhörande tidsregistrering, vilket inte är uppfyllt i denna studie. Genm avgränsning till intervallet för fri trafik finns inget behv att använda variabeln andel tung trafik i denna studie eftersm någn hindrande hastighetseffekt rsakad av tunga frdn inte kan förväntas. I Ihs ch Velin (2002) ingår årsmedeldygnstrafik (ÅDT) ch andel tung trafik. ÅDT har i referensen använts för klassindelning av mätdata medan andel tung trafik ingår sm förklaringsvariabel. Observera skillnaden mellan ÅDT ch bserverad timtrafik använd i denna studie. Spårdjup har enligt två av de genmgångna litteraturreferenserna en inverkan på hastighet så att ökande spårdjup medför signifikant lägre hastighet för pb åtminstne m analys genmförs när spårbildningseffekten på hastighet betraktas sm berende av hastighetsgräns (hastighetsgräns ingår sm förklaringsvariabel). De skattade parametervärdena för pb skiljer endast marginellt mellan referenserna. För övriga frdnstyper gäller följande mellan referenserna: lbu, en str relativ skillnad lbs, referenserna har lika tecken på skattade parametrar. 52 VTI rapprt 902

55 Speciellt enligt Anund (1992) ch i huvudsak enligt Ihs ch Velin (2002) minskar hastighetseffekten av spårdjup med ökande frdnsstrlek. Enligt den andra referensen är skillnaden mellan frdnstyper mera marginell ch kan ändra rdning berende på föresträcka. Om en dataindelning görs för pb efter hastighetsgräns ch ÅDT-klass, se Ihs ch Velin (2002), finner man att hastigheten vid 90 km/h ch ÅDT<4000 ökar med ökande spårdjup till skillnad från övriga hastighetsgränser ch ÅDT-intervall. Största minskningen av hastighet med ökande spårdjup gäller för 70 km/h ch ÅDT<1000. En hyptes är att förekmst av spårbildning i hrisntalkurvr stör valet av bästa sidläge. Detta skulle kunna ge upphv till en samspelseffekt mellan radie ch spårdjup resulterande i en annan hastighetseffekt av spårdjup jämfört med effekten på rak väg. En ytterligare hyptes skulle kunna vara att betydelsen av spårdjup avtar med ökande vägbredd sm följd av att ökande bredd ger ökad möjlighet att genm val av sidläge undvika spåren. Ökat spårdjup påverkar avrinningen från vägen ch kan medföra ett förhöjt färdmtstånd. Om mängden vatten på vägen ökar finns ckså en förhöjd risk för vattenplaning. En sådan riskökning skulle kunna mtverkas genm en hastighetsreduktin. Ökande IRI medför enligt de genmgångna referenserna signifikant minskande hastighet för pb m IRI-effekten betraktas sm berende av hastighetsgräns. Skillnaderna i skattade värden är str mellan studierna med undantag för lbu. Anund ger avtagande effekt med ökande frdnsstrlek medan Ihs ch Velin ger mtsatt förhållande. Om istället en dataindelning görs efter hastighetsgräns ch ÅDT-klass för pb finner man att hastigheten vid begränsning till 70 km/h ch ÅDT<4000 ökar med ökande IRI. I övriga fall gäller minskande hastighet med ökande IRI med någt undantag. Största hastighetsminskningen med ökande IRI gäller för 110 km/h. Ökande IRI medför att ett frdn kmmer i en ökande vertikal svängning. Dessa svängningar ger både upphv till försämrad kmfrt ch påfrestningar på frdnet. Effekten är dessutm hastighetsberende. Det finns därmed fysikalisk grund för hyptesen att hastighetseffekten av en förändring av IRI är lika för lika hastighetsnivåer. I Hammarström (2000) redvisas analyser baserade på beräkningar med VETO-prgrammet (Hammarström ch Karlssn, 1987). I detta prgram kan man genmföra simulering av de vertikala rörelserna i ett frdn sm funktin av jämnhetsprfilen. Vad sm bl.a. beräknas är dämpförlusterna i däck ch stötdämpare. Analyserna baseras i detta fall på en inmatad sinusprfil där våglängd ch amplitud varierats systematiskt. Om våglängden halveras: ökar IRI med en faktr av ungefär 2 (för våglängder >2 m) ökar dämparbetet med en faktr av ungefär 4. Om amplituden fördubblas: ökar IRI med en faktr 2 ökar dämparbetet en faktr ungefär 4. Om det simulerade frdnets hastighet fördubblas ökar dämparbetet med en faktr ungefär lika med 4. IRI-måttet beräknas med frdnsparametrar representerande pb ( quarter car ) för en hastighet av 80 km/h. Måttet är en summering av avståndsförändringar mellan karss ch hjulcentrum per körd sträckenhet. Man skulle därmed kunna förvänta att IRI har bättre förklaring av hastighet för pb än andra frdnstyper ch för hastigheter i närheten av 80 km/h. VTI rapprt

56 Det finns en multiplikativ frdnseffekt mellan hastighet ch IRI enligt analyser redvisade i Hammarström (2000). Med frdnseffekt avses dämparbete i hjulupphängningen ch vertikala acceleratinskrafter i lastutrymmet. En hyptes är att det skulle kunna finnas samspelseffekter på hastighet mellan hrisntalradie ch jämnhet. Med ökande IRI kan den effektiva avdriftvinkelkefficienten förändras med ett försämrat väggrepp sm följd. Den förändrade avdriftsvinkelkefficienten påverkar ckså färdmtståndet marginellt. Det finns hs VTI ingen tillgänglig kunskap m inverkan av MPD på hastighet. Hyptesen är att en förändring av MPD medför en förändring av hastighet. En sådan hastighetseffekt skulle kunna ber på flera faktrer sm: En önskan m att reducera kupébullret med lägre hastighet. En bedömd bättre friktin med ökande MPD, vilket åtminstne stämmer i vått väglag. En bedömning av beläggningens ålder kpplad till MPD. Ett högre MPD mtsvaras fta av en nyare beläggning. Det skulle kunna vara så att en upplevelse av nyare beläggning bidrar till ett ökat hastighetsanspråk. Ökande IRI ch MPD medför ökande rullmtstånd. Åtminstne skulle man för tunga frdn kunna förvänta sig en hastighetsminskning i mtlut med ökande rullmtstånd sm följd av tillräcklig frdnsprestanda dvs. man kan förvänta en samspelseffekt mellan RF, IRI ch MPD. Även acceleratinsnivån, då man ligger under eftersträvad hastighet med tillgänglig reserveffekt, skulle kunna minska med ökande IRI ch MPD. I tabell 4.7 redvisas beräknade jämviktshastigheter sm funktin av lutning ch vägytans tillstånd. Tabell 4.7. Jämviktshastigheter sm funktin av lutning ch vägytans tillstånd för tung lastbil med släp (lbs 40t).* Vägyta Mtlut IRI MPD 2% 3% ,3 66, ,6 64, ,7 63, ,9 63, ,0 62,5 *CR0 = ( ) ; CRIRI = V; CRMPD = ; m = kg; CD = 0.7; A = 2 10m 2 ; VG = 0.9; P = W Ur tabell 4.7 framgår bl. a följande avseende fysikalisk vägyteeffekt på hastighet: att hastighetsreduktinen kpplad till vägyta minskar med ökande lutningsgrad att hastighetsreduktinen är berende av eftersträvad hastighet: 54 VTI rapprt 902

57 60 km/h: ingen effekt vare sig med 2 eller 3 % lutning. 70 km/h: ingen effekt med 2 % men effekt för 3 % 80 km/h: för 2 % finns en brytpunkt vid IRI=1 ch MPD=1; effekt för 3 % med samtliga testade vägytr. Om färdmtståndet är mindre än tillgänglig kraft för framdrivning finns ingen fysikalisk vägyteeffekt på hastighet. För att man med exemplets frdnsparametrar skulle kunna få en fysikalisk hastighetseffekt av vägyta för ett hrisntellt vägblck krävs att både IRI ch MPD är minst lika med sex. Vid vägbyggnatin väljs tvärfall ch skevning enligt gällande anvisningar. Om lutning i sidled avviker från anvisningarna kan detta åtminstne i kurvr förväntas påverka hastigheten. Syftet med tvärfall ch skevning är bl. a att påverka avrinning ch sidkraft i hrisntalkurva. Den signifikanta inverkan av spårdjup på hastighet är speciellt för pb väsentligt större med str nederbörd jämfört med genmsnittliga förhållanden enligt Ihs ch Velin (2002). Spårdjupseffekten ökar även för lbu ch lbs med str nederbörd. Med större nederbörd minskar den i huvudsak signifikanta hastighetseffekten av IRI för samtliga frdnstyper. Därmed finns det samspelseffekter mellan str nederbörd ch vägytevariabler. En del av dessa samspelseffekter skulle kunna förklaras av inverkan på hastighet via färdmtstånd. En rimlig hyptes är att ljusförhållande har betydelse för val av hastighet. Ljusförhållande är en funktin av slvinkel ch av meterlgiska förhållanden. Genm att ha med variabler för ljusförhållande skulle behvet av att avgränsa eller indela datamaterialet med avseende på variabler sm påverkar ljusförhållande dvs. tid ch gegrafiskt läge minska. Utan tidsavgränsning, vilket brde mtsvara behvet inm planering av beläggningsunderhåll, kan man förvänta att variabeln ljusförhållande skulle kunna vara av betydelse. Ökande reslängd till mätplatsen ger enligt avsnitt 3.3 ökande hastighet åtminstne upp till en reslängd av ca 200 km. Det skulle kunna finnas en samvariatin mellan vägytestandard ch genmsnittlig tillryggalagd reslängd. Om spårdjupet exempelvis skulle vara större nära tätrt (krtare reslängd) än på längre avstånd skulle detta kunna ge en icke önskad effekt i mdellkalibreringen. Ingen infrmatin m ett sådant berende mellan vägyta ch reslängd finns tillgänglig i denna studie. Genm den valda avgränsningen av analysdata till mätningar med större avstånd än 10 km till närmsta tätrt bör detta eventuella prblem ha reducerats. Sm framgår ur avsnitt 3.3 har även restyp betydelse för hastighet. Ökande krsningstäthet kan förväntas resultera i minskande hastighet i TMS-punkterna. Någt mått på detta förhållande har inte medtagits i studien. Det är rimligt att antaga att detta mått kmmer till uttryck indirekt genm klassning av TMS-data efter vägbredd ch hastighetsgräns. Funktinsfrm Följande kan ha betydelse vid utfrmning av en mdellansats: att det finns både en fysikalisk ch en beteendeeffekt att hastigheten i en punkt både kan vara en funktin av förhållanden framför ch efter punkten att föresträckans längd har betydelse för skattade mdellparametrar att hastigheten i en punkt är resultat av en kmplicerad prcess att det finns viss tillgänglig kunskap m principiella samband mellan hastighet ch enskilda förklaringsvariabler VTI rapprt

58 att det finns viss tillgänglig kunskap m principiella samspelseffekter mellan enskilda förklaringsvariabler på hastighet att mdellutfrmningen är berende av den vägmiljö sm ska beskrivas att man kan välja mellan att inkludera en variabel i vald funktin alternativt göra intervallindelning med avseende på variabeln att det kan finnas fördelar i att välja en mdell innehållande alla förklaringsvariabler av mer än marginell betydelse. Inverkan av vägytan på hastigheten i en punkt kan utgöra en kmbinatin av beteende- ch fysikaliska effekter. De resultat sm redvisats av Anund (1992) bedöms representera körbeteende medan Ihs ch Velin (2002) bedöms utgöra en mix av beteende- ch fysikaliska effekter. I föregående avsnitt rubricerat variabler redvisas exempel på strleken av fysikaliska effekter. Hastigheten i en punkt ska beskrivas sm funktin av förhållandena fram till mätpunkten. Om dessa förhållanden vre närmast knstanta före mätpunkten skulle längden på vald föresträcka ha mindre betydelse. Med en variatin av förhållanden längs föresträckan får längden av denna betydelse. Ur Ihs ch Velin (2002) framgår att föresträckan har haft avsevärd betydelse speciellt för analyserna uppdelade på hastighetsgränser. Detta skulle då kunna vara ett uttryck för att förhållandena är lika på lika avstånd från mätpunkten ch att avståndet mellan punkten ch vägegenskapen har betydelse. Den kmplexa prcess sm leder fram till en hastighet i en mätpunkt för fria frdn kan förenklat beskrivas enligt följande: Indela en väglänk i hmgena blck. I ett hmgent blck håller sig de vägbeskrivande variablernas värden inm givna intervall (vägbredd; hastighetsgräns; lutning; krökning; SPÅR; IRI; MPD). Ju flera variabler sm ingår i vägbeskrivningen dest krtare hmgena blck kan förväntas. Det resulterande förlppet inm ett blck är utöver blckets vägmiljö en funktin av ingångshastigheten från föregående blck ch utgångshastighet anpassad till efterföljande blck. Om ett blck är tillräckligt långt utgörs hastighetsförlppet av sm mest tre faser: anpassningsfas fram till jämviktshastighet; jämviktshastighet; anpassningsfas fram till utgångshastighet. Uppmätt punkthastighet blir en funktin av mätpunktens läge i blcket. Anpassningssträckans längd fram till jämviktshastighet är en funktin av följande förutsättningar: frdnsparametrar, vägmiljö, reaktinstid, beslutstid ch genmförandetid. Användning av autmatisk farthållare kan ha betydelse både för m det blir en anpassning ch för anpassningssträckans längd. Detta gäller ckså för anpassningssträckan fram till utgångshastighet från blcket. Utgångshastigheten från blcket är ckså en funktin av egenskaperna hs efterföljande blck exempelvis hrisntalkurvatur. Ju krtare blck dest flera föreblck kan behöva beaktas. För varje sådant blck söks ingångshastighet, jämviktshastighet ch utgångshastighet. Hastigheten i en TMS-punkt är inte bara berende av egenskaperna hs de blck sm ingår i föresträckan utan ckså den inbördes rdningen mellan dessa. De mått sm valts för att beskriva föresträckans egenskaper gör ingen åtskillnad mellan lika rdningsföljder på blcken. Dessutm kan hastigheten i TMS-punkten vara en funktin av egenskaperna hs nästa blck. För att beskriva denna kmplexa prcess fram till TMS-punkten med en bättre precisin krävs användning av mdeller sm VETO eller RUTSIM. Vad sm händer då denna prcess beskrivs 56 VTI rapprt 902

59 förenklat baserat på medelvärdesbildningar av förklaringsvariablerna över föresträckans längd är klart. De samband mellan hastighet ch vägmiljövariabler sm kan utvecklas baserade på TMS-data utgör en blandning av jämviktshastigheter, acceleratiner ch retardatiner. Exempel på fysikaliskt grundade jämviktshastigheter redvisas i tabell 4.7. Acceleratinsförlpp följer varje gång ett frdn passerar in i ett nytt hmgent vägblck med en ingångshastighet sm är lägre än både jämviktshastigheten ch den eftersträvade hastigheten i det nya blcket. Acceleratinsförlppet pågår till dess följande hastighet uppnås: min(jämviktshastighet, eftersträvad hastighet). I tabell 4.8 ges ett antal exempel på acceleratinssträckr för lbs. Tabell 4.8 Exempel på acceleratinssträckr (m) från viss hastighet till annan hastighet för lbs (40 t) på rak hrisntell väg.* Till (km/h) Från (km/h) *Frdnsparametrar lika sm tabell 4.5. Lutning: 0 %. Med 40 t bruttvikt minskar acceleratinen från 0,35 till 0,15 m/s2 när hastigheten ökar från 55 till 90 km/h med förutsättningarna i tabell 4.8. Om bruttvikten är 60 t i stället för 40 t ökar acceleratinssträckan med mellan 60 ch 80 %. En acceleratin från jämviktshastighet för lbs 40 t med 3 % mtlut (IRI=1 ch MPD=2) upp till medianhastighet enligt vår studie ger följande acceleratinssträckr på rak hrisntal väg: Hastighetsgräns 70 km/h: 140 m från 63 till 70 km/h Hastighetsgräns 90 km/h: 590 m från 63 till 84 km/h Dessa acceleratinssträckr lkaliseras till vägblcket efter det sm förrsakade att hastigheten blev lägre än den eftersträvade hastigheten. Retardatinsförlpp följer varje gång ett frdn passerar in i ett nytt hmgent vägblck med en ingångshastighet sm är högre än både jämviktshastigheten ch den eftersträvade hastigheten i det nya blcket. Acceleratinsförlppet pågår till dess följande hastighet nås: min(jämviktshastighet, eftersträvad hastighet). VTI rapprt

60 Det kan vara meningsfullt att utgå ifrån kända principer för hur lika variabler påverkar resulterande hastighet då en mdellansats frmuleras. En ökad förståelse kan utgöra en grund både vid mdellfrmulering ch vid tlkning av erhållna resultat. Även m en kraftigt förenklad mdell skulle användas kan erhållna resultat tlkas genm att relatera till den beskrivna principiella mdellen. Enligt avsnitt 3.3 (Brdin et al., 1986) finns ett dkumenterat icke-linjärt samband mellan hastighet ch hrisntalkurvatur. I de tidigare VTI-studierna av samband mellan hastighet ch vägyta, redvisade i avsnitt 3, har man genmgående valt linjära samband. Sm huvudalternativ har man ckså valt att framställa vägyteeffekterna på hastighet sm berende av övriga förklaringsvariabler ingående i funktinerna. I Ihs ch Velin (2002) har man parallellt gjrt analyser med klassindelning av dataunderlaget efter hastighetsgräns ch ÅDT. Detta medför en ptentiell möjlighet att ckså uppskatta speciella vägyteeffekter för dessa indelningsvariabler, m ett sådant berende skulle finnas. Man kan antingen välja att inkludera varje variabel av intresse i en funktin alternativt intervallindela per variabel ch genmföra analyser per kmbinatin av sådana intervall. Med intervallindelning behöver variabeln inte ingå i en hastighetsfunktin. Nackdelen med intervallindelning är att det blir flera uppsättningar av funktiner, en per intervall. För flera av de ptentiellt intressanta förklaringsvariablerna gäller att inverkan på den beteendeberende delen av hastighetseffekten inte kan uteslutas vara berende av andra uppräknade förklaringsvariabler. En fråga är då hur strt fel sm skulle följa av att välja en förenklad ansats sm inte beaktar ett eventuellt berende. Eftersm den resulterande effekten utgörs av en fysikalisk ch en beteendedel vet vi att en förenklad ansats med berende åtminstne är felaktig ifråga m den fysikaliska delen. I avsnitt 3.3 ingår beskrivning av en minhastighetsmdell dvs. hastigheten i en vägmiljö bestäms i huvudsak av den variabel sm ger lägst hastighet. För rak ch hrisntell väg utan fysikaliska hastighetseffekter kan följande uttryck ansättas: V = min(v HG(+)VB, V SPÅR, V IRI, V MPD ) 20 alternativt V = min(v 0 + dv HG(+)VB, V 0 + dv SPÅR, V 0 + dv IRI, V 0 + dv MPD ) HG(+)VB: en klass bildad av hastighetsgräns (HG) ch vägbreddsintervall (VB) Ju lägre värde på V HG(+)VB dest mindre ttala effekter kan förväntas av vägytevariabler. För att vägytevariablerna med negativa parametrar ska få någn effekt med minskande värden på V HG(+)VB krävs allt större variabelvärden på SPÅR, IRI ch MPD. Med psitiva parametervärden för vägytevariablerna gäller mtsatsen. Detta talar för icke-linjära samband mellan hastighet ch vägytevariabler. Även m sambanden ttalt är icke-linjära kan de vara linjära i delintervall. Simuleringsmdeller av den typ sm VETO representerar bygger i princip på denna minimum-princip men med den skillnaden att principen tillämpas kntinuerligt längs hela den simulerade vägsträckan. För en efterföljande tillämpning av resultat är den enkla mdellansats sm använts i VTI-referenserna beskrivna i avsnitt 3 tilltalande under förutsättning av att ansatsen inte är alltför felaktig eller begränsad ifråga m möjligheten att beskriva de verkliga sambanden. Vad sm kan kmplicera tillämpning är ett starkt berende av föresträcka. 20 Låt HG(+)VB beteckna en kmbinatinseffekt mellan HG (hastighetsgräns) ch VB (vägbredd) på eftersträvad hastighet. 58 VTI rapprt 902

61 För en efterföljande tillämpning av utvecklade mdeller kan krav på speciell längd av föresträcka utgöra både en kmplikatin ch en ptentiell felkälla. Det kan vara meningsfullt att ha samband på finare nivå bl.a. sm följd av att vi inte använder data representativa för hela Sverige. Även m kalibreringen inte avser hela Sverige ges med en finare mdellnivå möjlighet till uppskattning för sådana mråden sm inte ingått i kalibreringen under förutsättning av att variabler med kppling till gegrafiska skillnader ingår ch att värdeintervallen inm valt gegrafiskt mråde i huvudsak täcker in värdeintervallen för övriga gegrafiska mråden i Sverige. I ett efterföljande steg kan aggregering från en finare till en mera aggregerad mdellnivå genmföras. Genm att använda en finare mdellstruktur brde möjligheterna till jämförelse med andra studier öka Mdellansatser Summafunktin Termerna ingående i summan kan antingen vara linjära eller icke-linjära. V = V 0 + b IRI + c MPD + d TRD (a) V = V 0 + b IRI + c MPD + d TRD + e RF + f ADC (b) Alternativ baserad på känd kurvmdell: V = (V f ADC) b IRI + c MPD + d TRD + e RF (c) IRI: jämnhet MPD: makrtextur TRD: spårdjup RF: ett lutningsmått ADC: ett kurvaturmått V: resulterande hastighet (km/h) V 0: hastighet på rak, hrisntell ch plan väg utan spårbildning (km/h) Enligt referensen m hastighet i kurva ska egentligen V 0 mtsvara hastigheten man skulle ha på rak väg inklusive effekter av övriga vägmiljövariabler. För att uppfylla en sådan förutsättning krävs en väsentligt mera kmplicerad funktin. Funktinen beskriver hastigheten i kurvan. Hrisntalkurvr ger dessutm hastighetseffekter både före ch efter kurvan under hastighetsändring. Denna avvikelse fångas upp av parametern f. En ytterligare variant skulle kunna vara aktuell för att fånga upp betydelsen av avstånd till mätplatsen: V = V 0 + b 1 IRI 1 + c 1 MPD 1 + d 1 TRD 1 + e 1 RF 1 + f 1 ADC b n IRI n + c n MPD n + d n TRD n + e n RF n + f n ADC n (d) n: antal delsträckr före hastighetspunkten med separata uppsättningar av förutsättningar x i avser vägmiljövariabel x på delsträcka i före mätpunkt för hastighet. VTI rapprt

62 Multiplikativ ansats Med en multiplikativ ansats blir den resulterande absluta hastighetseffekten av att en variabel ändras berende av värdena på övriga variabler. Faktrerna ingående i prdukten kan antingen vara linjära eller icke-linjära. Med linjära faktrer följer ansatser enligt (e) ch (f). V = V 0 (1 + b IRI) (1 + c MPD) (1 + d TRD) (1 + e RF) (1 + f ADC) (e ) Alternativ baserad på känd kurvmdell: V = (V f ADC) 0.5 (1 + b IRI) (1 + c MPD) (1 + d TRD) (1 + e RF) (f) Med icke-linjära faktrer följer ansatser enligt (g) ch (i): V = V 0 exp(b IRI + c MPD + d TRD + e RF + f ADC) (g) V = (V f ADC) 0.5 exp(b IRI + c MPD + d TRD + e RF)...(i) Dessa ansatser ger möjlighet att både beskriva icke-linjaritet ch berende av övriga variabler. Ansatser baserade på minhastighet En minhastighetsmdell: Enligt HDM-4, enbart vägyta: V = a (V e IRI + V e MPD + V e ) SPÅR e (j) Enligt HDM-4, både vägyta ch väggemetri: V = a 1e 1e (V RF + V ADC +V e IRI + V e MPD + V e ) SPÅR e (k) Enligt VTI: V = min(v HG(+)VB, V SPÅR, V IRI, V MPD ) (l) Dessa funktiner mtsvarar att den förklaringsvariabel sm ger lägst hastighet blir dimensinerande. Utnyttjad ansats i analyser Den mdell sm resultatavsnittet baseras på är ansats (b). 60 VTI rapprt 902

63 5. Resultat 5.1. Huvudanalys Medelhastighet per frdnstyp ch per timma analyseras sm respnsvariabel i en viktad multipel linjär regressinsmdell med ADC, RF, SPÅR, IRI ch MPD sm förklaringsvariabler ch viktat med antal passerande frdn i aktuell frdnskategri. Vi analyserar en frdnskategri, en vägtyp (vägbredd ch hastighetsgräns) ch en föresträcka i taget. Föresträckans längd har valts enligt följande: 100 m; 400 m; 500 m ch 1000 m. Det ttala antalet regressinsanalyser blir därmed = (antal frdnskategrier (=4))x(vägtyper (=2))x(föresträckr (=4))=32. För varje sådan analys skattas fem parametrar samt ett intercept. Genmgång ch bedömning av resultatavsnittet bör göras mt bakgrund av: att 70-väg avser vägbredd max 8 m med linjeföring sm baserat på medianvärden för ADC ch RF bedöms tillhöra siktklass 3 (lägre standard) att 90-väg avser vägbredd i intervallet 8-10 m med linjeföring sm baserat på medianvärden för ADC ch RF bedöms tillhöra siktklass 1 (högsta standard). För bedömning av bästa längd på föresträcka redvisas bl. a. mått på multiklinjaritet ch förklaringsgrad (R 2 ). Förekmst av multiklinjaritet mellan förklaringsvariablerna skulle kunna ge upphv till väntade parameterskattningar. Multiklinjaritet innebär att lika förklaringsvariabler tydligt samvarierar med varandra ch att det därmed blir svårt att identifiera enskilda variablers betydelse för hastighet. En tillämpning av en mdell under förekmst av multiklinjaritet blir ckså kmplicerad, åtminstne m det finns behv av att fritt kunna variera enskilda variabler. Kntrll av m multiklinjaritet föreligger kan genmföras på lika sätt ch där ett alternativ är Variance Inflating Factr (VIF). VIF blir högre ju tydligare en förklaringsvariabel kan förklaras av de övriga förklaringsvariablerna. Om VIF antar värden under fem bör multiklinjaritet inte utgöra någt prblem. Ett VIF-värde har beräknats per frdnstyp, per vägtyp, per föresträcka ch per förklaringsvariabel. Antalet beräknade VIF-värden blir därmed lika strt sm antalet skattade variabelparametrar. Beräkning av VIF har utförts per frdnstyp eftersm antal frdn av respektive typ ingår i beräkningarna. I bilaga 3 redvisas VIF för alla de linjära mdeller sm angivits van. Värdena på VIF ligger genmgående under fem, vilket tyder på att det inte finns någn anledning att tr att multiklinjaritet har påverkat regressinsanalyserna i större grad. Även m samtliga VIF-värden är mindre än fem skulle en mera marginell påverkan kunna förekmma. Det kan därmed vara av intresse att redvisa medelvärden av VIF på lika aggregerade nivåer. Medelvärdesbildning av VIF med lika indelningsgrund: per vägtyp: 70, 1,9 ch 90, 1,8 per föresträcka: 100, 1,6; 400, 2,0; 500, 2,0; 1000, 1,9; per variabel: ADC, 1,4: RF, 1,5; SPÅR, 2,4; IRI, 2,5 ch MPD, 1,6 inm gruppen av vägytevariabler: per vägtyp: 2,2 både för 70 ch 90 per vägtyp ch föresträcka (100;400;500;1000): 70, (1,2;2,8;2,5;2,1) ch 90, (1,9;2,2;2,3;2,3) VTI rapprt

64 för SPÅR per vägtyp: 70, 2,7 ch 90, 2,1 för IRI per vägtyp: 70, 2,6 ch 90, 2,5 för MPD per vägtyp: 70, 1,2 ch 90, 2,0. Med medelvärdesberäkning av VIF över frdnstyper gäller följande med avgränsning till vägyta: 70 km/h: minsta VIF med föresträcka 100 m MPD (1,1) ch högsta med föresträcka 400 m IRI (3,6) 90 km/h: minsta VIF med föresträcka 100 m SPÅR (1,4) ch högsta med föresträcka 500 m IRI (2,7) Resultaten av de multipla linjära regressinsanalyserna redvisas i bilaga 4. Vad sm ingår i redvisningen är samtliga skattade parametrar med tillhörande p-värden vid test av hyptesen att parametern är lika med 0. Skattade parametrar för vägytevariablerna SPÅR, IRI ch MPD redvisas i tabell 5.1. Tabell 5.1. Skattade vägyteparametrar för lika frdnstyper, vägtyper ch föresträckr.* Frdnstyp 70 km/h 90 km/h 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m SPÅR (d) pbu -0,63 0,58 0,22 0,34-0,30-0,29-0,34-0,15 pbs -0,89 0,55 0,32 0,38-0,34-0,53-0,57-0,56 lbu -0,45 0,93 0,69 0,11-0,32-0,20-0,23 0,20 lbs -0,64 0,68 0,53 0,59-0,22-0,18-0,20-0,07 IRI (b) pbu 1,2-7,3-5,3-6,9-2,5-2,0-1,6-2,2 pbs 0,7-8,3-7,0-8,0-0,4 2,4 2,7 1,4 lbu -1,5-12,3-10,7-10,8-2,1-1,9-1,7-2,8 lbs 1,8-7,9-7,2-7,4-0,6-1,2-1,1-1,3 MPD (c) pbu 6,1 2,6 5,2 5,3-3,1-3,1-2,2-1,8 pbs 1,3 0,3 2,4 3,5-1,3-0,1 0,0-2,0 lbu 5,9-0,8 2,0 3,3-2,1-1,3-0,5-0,5 lbs -1,7-2,8-0,8-1,5-1,4-2,3-1,9-1,4 Understrukna värden markerar signifikant parameter på 5 %-nivån; V= v0 + b*iri + c*mpd+ d*trd + e*rf + f*adc...(km/h) I tabell 5.2 redvisas skattade parametervärden för linjeföringsvariablerna ADC ch RF. 62 VTI rapprt 902

65 Tabell 5.2. Skattade linjeföringsparametrar för lika frdnstyper, vägtyper ch föresträckr.* Frdnstyp 70 km/h 90 km/h ADC (f) pbu pbs lbu lbs RF (e) pbu pbs lbu lbs 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m -0,06-0,01-0,02-0,01-0,15-0,16-0,17-0,13-0,04 0,00 0,00 0,03 0,20-0,05-0,05 0,06-0,06-0,02-0,03-0,03-0,10-0,19-0,20-0,23-0,02 0,01 0,01 0,02-0,06-0,07-0,07-0,09 0,04-0,02-0,03 0,01 0,17 0,00 0,02-0,02 0,01-0,07-0,08-0,09 0,30 0,00 0,02-0,05 0,02 0,06 0,04 0,16 0,30 0,15 0,17 0,03-0,08-0,11-0,12-0,13 0,03 0,07 0,08 0,09 Understrukna värden markerar signifikant parameter på 5 %-nivån; V= v0 + b*iri + c*mpd+ d*trd + e*rf + f*adc (km/h) I tabell 5.3 redvisas de skattade interceptvärdena. Tabell 5.3 Intercept (v0) för lika frdnstyper, vägtyper ch föresträckr.* Frdnstyp m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m pbu 78,7 84,4 82,5 83,3 102,0 102,6 101,7 101,0 pbs 80,0 83,5 82,0 81,1 84,2 85,2 85,0 87,4 lbu 79,1 89,6 87,3 89,8 90,5 91,1 90,4 91,1 lbs 78,2 84,5 83,0 83,4 88,0 89,1 88,6 87,8 Understrukna värden markerar signifikant parameter på 5 %-nivån; V= v0 + b*iri + c*mpd+ d*trd + e*rf + f*adc Antalet signifikanta parametervärden kan per frdnstyp, vägtyp ch föresträcka maximalt uppgå till fem (ADC; RF; SPÅR; IRI; MPD). Variatinen i andel skattade signifikanta värden är str mellan lika uppsättningar av förutsättningar. Andel signifikanta parametrar med lika indelningsgrund: per vägtyp: 70-väg, 49 ch 90, 33 % per föresträcka: 100, 50 %; 400, 43 %; 500, 40 %; 1000, 33 %; per frdnstyp: pbu, 73 %; pbs, 43 %, lbu, 28 % ch lbs, 23 %. per variabel: ADC 41 %; RF 38 %; SPÅR 47 % IRI 56 % ch MPD 25 %. VTI rapprt

66 Bästa föresträcka baserat på andel signifikanta parametrar inm gruppen av linjeföringsvariabler: ttalt för alla frdnstyper: 70-väg, 100 m ch 90-väg, 100 m pb: ttalt, 100 m; 70-väg, 100 m ch 90, 100 m lb: ttalt, 400 m; 70-väg, 100 m ch 90, 500 m. Bästa föresträcka baserat på andel signifikanta parametrar inm gruppen av vägytevariabler: ttalt för alla frdnstyper: 70-väg km/h 400 m; 90 km/h 500 m pb: 70-väg km/h, 400 m ch 90 km/h, 500 m lb: 70-väg km/h, 400 m ch 90 km/h, - m. pbu har med föresträcka 100 m samtliga skattningar signifikanta både vid 70-väg ch 90 km/h. Andelen signifikanser för pbu minskar med ökande föresträcka både ttalt ch med uppdelning på lika hastighetsgräns. Samtliga frdnstyper har alla IRI-parametrar signifikanta för 70-väg km/h ch föresträcka 400 m, 500 m ch 1000 m. pbu har 7 av 8 signifikanta parametrar för MPD. Bland övriga frdnstyper är det enbart lbu sm har någn signifikant skattning för MPD. Ytterligare kmmentarer till parameterskattningarna för vägyta: SPÅR 70 km/h: IRI 70 km/h: MPD 70 km/h: 100 m: alla värden negativa 400 m ch uppåt: alla värden psitiva generellt: sammanhållen utveckling med föresträcka för samtliga frdnstyper. 100 m: alla värden psitiva undantaget lbu 400 m ch uppåt: alla värden negativa; abslutbelppen har maximum för 400 m generellt: sammanhållen utveckling med föresträcka för samtliga frdnstyper. i huvudsak psitiva värden med undantag för lbs generellt: frdn utan släp (pbu ch lbu) har en parallell utveckling ch frdn med släp har en annan parallell utveckling med föresträcka. SPÅR 90 km/h: alla värden negativa med undantag för lbu 1000 m IRI 90 km/h: alla värden negativa med undantag för pbs ch sträckr större än 100 m MPD 90 km/h: alla värden negativa. Att parametervärden växlar tecken sm funktin av föresträckans längd förekmmer både inm gruppen av linjeförings- ch vägyteparametrar. 64 VTI rapprt 902

67 Teckenväxling vid variatin av föresträcka förekmmer både med ch utan signifikanta värden. Med signifikanta värden förekmmer teckenväxling enbart vid 70 km/h. Observera ckså de betydande relativa förändringarna i signifikanta parametervärden även utan teckenväxling. Både teckenväxling ch stra relativa förändringar med föresträcka är svåra att tlka speciellt med en linjär funktinsansats. Speciellt för SPÅR ch IRI är det svårt att hitta förklaringar till att hastigheten skulle kunna öka med ökande värden på dessa variabler. Även intercepten varierar med föresträcka. Variatinen är väsentligt större för 70 än för 90 km/h. För 70 km/h gäller följande differenser mellan föresträcka med max ch föresträcka med min intercept: pbu, 5,7; pbs, 3,5; lbu, 10,6 ch lbs, 6,3 km/h. Genmgående för samtliga frdnstyper på 70-väg ger 100 m minst intercept. På 90-väg finns ingen gemensam föresträcka med minsta interceptvärde. Differenserna mellan max ch min av intercepten på 90-väg: pbu, 1,6, pbs, 3,1; lbu, 0,7 ch lbs, 1,2; En traditinell metd för bedömning av hur väl en mdellansats kan fånga upp variatinen i ett dataunderlag är genm att beräkna förklaringsgrad (R 2 ), se tabell 5.4. Tabell 5.4. Förklaringsgrader (R 2 ) för de genmförda multipla linjära regressinsanalyserna.* Frdnstyp 70 km/h 90 km/h 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m pbu 0,475 0,366 0,336 0,341 0,212 0,187 0,192 0,155 pbs 0,208 0,210 0,206 0,209 0,063 0,047 0,046 0,043 lbu 0,196 0,268 0,246 0,274 0,128 0,174 0,177 0,144 lbs 0,178 0,230 0,224 0,208 0,044 0,077 0,077 0,077 *Max R 2 per föresträcka med fetstil. För att en eventuell tillämpning av erhållna resultat ska vara enkel brde resultat för en ch samma föresträcka kunna väljas för samtliga frdnstyper ch hastighetsgränser. Sm framgår ur tabell 5.4 uppnås högsta förklaringsgrad för lika föresträckr både avseende hastighetsgränser ch frdnstyper. Medelvärdesbildningar av R 2 med lika indelningsgrund: per vägtyp: 70, 0,26 ch 90, 0,12 per föresträcka: 100 m, 0,38; 400 m, 0,39; 500 m, 0,38 ch 1000 m, 0,36 per frdnstyp: pbu, 0,57; pbs, 0,26; lbu, 0,40 ch lbs, 0,28. Bästa föresträcka enligt R 2 : ttalt alla ft: ttalt, 400; 70, 400 ch 90, 500 pb: ttalt, 100 m; 70, 100 m ch 90, 100 m lb: ttalt, 400 m; 70, 400 m ch 90, 500 m. VTI rapprt

68 En kmpletterande analys kan utgöras av p-värdena sm hör till parameterskattningarna; ju lägre p- värde dest effektivare skattning. 21 Följande kan bserveras avseende medelvärden av p-värden med lika indelningsgrund: per vägtyp: 70 km/h med 0,20 ch 90 km/h med 0,27 per frdnstyp: pbu, 0,11, pbs, 0,32, lbu, 0,30 ch lbs, 0,18 per variabel: ADC, 0,22, RF, 0,32, SPÅR, 0,13, IRI, 0,10 ch MPD, 0,37 per föresträcka: 100 m, 0,19; 400 m, 0,24; 500 m, 0.23 ch 1000 m, 0,25. Bästa föresträcka baserat på p-värden inm gruppen av linjeföringsvariabler: ttalt för alla frdnstyper: 70, 100 ch 90, 100 pb: ttalt, 100; 70, 100 ch 90, 100 lb: ttalt, 500; 70, 1000 ch 90, 500 Bästa föresträcka baserat på p-värden inm gruppen av vägytevariabler : ttalt för alla frdnstyper: 70 km/h 100 m; 90 km/h 400 m pb: ttalt, 1000 m; 70 km/h, 1000 m ch 90 km/h, 400 m lb: ttalt, 100 m; 70 km/h, 100 m ch 90 km/h, 400 m. Skillnaden är mycket str mellan pbu ch pbs ifråga m p-värdens variatin med föresträcka. Bästa föresträcka baserat på p-värden inm gruppen av linjeföringsvariabler: pbu: 70 km/h, 100 m ch 90 km/h, 100 m pbs: 70 km/h, 1000 m ch 90 km/h, 100 m. Bästa föresträcka baserat på p-värden inm gruppen av vägytevariabler : pbu: 70 km/h, 100 m ch 90 km/h, 100 m pbs: 70 km/h, 1000 m ch 90 km/h, 1000 m. Även för lb finns betydande skillnader mellan bästa föresträcka enligt lbu ch lbs. Skillnaderna är mindre än mellan pbu ch pbs. De erhållna resultaten ifråga m skattade parametrar varierar med hastighetsgräns ch föresträcka. Variatinsmönstret är ckså lika för lika parametrar ch frdnstyper. Genm att kmbinera skattade parametrar med medianvärden för tillhörande förklaringsvariabler fås en mera integrerad bild av erhållna resultat på mätplatserna, se tabell 5.5 ch Med p-värdena slipper man den trappstegseffekt sm följer med andel signifikanta värden. Om en skattning är signifikant bestäms i denna studie av m p 0, VTI rapprt 902

69 Tabell 5.5. Resulterande hastighetseffekter (bidrag/variabel) för pbu vid kmbinatin av skattade parametervärden ch medianer av förklaringsvariablernas värden på mätplatserna. Variabel 70 km/h 90 km/h 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m ADC -2,5-0,8-0,9-0,4-1,1-1,5-2,0-1,5 RF 0,9-0,4-0,7 0,1 1,4 0,0 0,1-0,2 SPÅR -6,3 5,6 2,0 3,1-1,4-1,3-1,5-0,7 IRI 2,3-14,1-10,4-13,1-5,4-3,9-3,0-4,0 MPD 4,1 1,9 3,9 3,5-2,1-2,2-1,6-1,2 Summa -1,5-7,7-6,2-6,8-8,5-8,9-7,9-7,6 Intercept 78,7 84,4 82,5 83,3 102,0 102,6 101,7 101,0 V 77,3 76,7 76,3 76,4 93,5 93,7 93,8 93,4 Tabell 5.6. Resulterande hastighetseffekter (bidrag/variabel) för lbs vid kmbinatin av skattade parametervärden ch medianer av förklaringsvariablernas värden på mätplatserna. Variabel 70 km/h 90 km/h ADC RF SPÅR IRI MPD 100 m 400 m 500 m 1000 m 100 m 400 m 500 m 1000 m -0,7 0,5 0,7 1,3-0,4-0,6-0,8-1,0-1,8-2,7-2,6-2,2 0,2 0,5 0,6 0,8-6,4 6,6 4,7 5,3-1,0-0,8-0,9-0,3 3,6-15,3-14,2-14,1-1,2-2,4-2,1-2,4-1,2-2,1-0,6-1,0-1,0-1,6-1,3-0,9 Summa -6,5-13,1-12,0-10,8-3,4-4,9-4,4-3,9 Intercept 78,2 84,5 83,0 83,4 88,0 89,1 88,6 87,8 V 71,7 71,4 71,0 72,6 84,7 84,2 84,2 84,0 Den ttala effekten är för lbs väsentligt större på 70- än på 90-väg till skillnad från pbu med ungefär samma ttaleffekt för 70- ch 90-väg. På 90-väg är den ttala effekten för pbu klart större än för lbs. Både för pbu ch lbs gäller att yteffekterna är väsentligt större än linjeföringseffekterna. För lbs på 90- väg utgör yteffekten mer än 90 % av den ttala hastighetseffekten, vilket mest är ett uttryck för att den absluta linjeföringseffekten är liten i denna miljö. För pbu är andelen ca. 80 %. Den variabel sm ger upphv till störst hastighetseffekt är i de flesta fall IRI. För pbu ch lbs är hastighetsreduktinen på 70-väg sm mest 14,1 ch 15,3 km/h. På 90-väg är den resulterande hastighetsreduktinen av IRI för pbu ch lbs ch sm mest 5,4 ch 2,4 km/h. VTI rapprt

70 På 90-väg ger SPÅR i allmänhet minst abslut bidrag till den ttala vägyteeffekten både för pbu ch lbs. MPD-effekten ligger i huvudsak mellan SPÅR ch IRI men närmast SPÅR. Detta gäller både för pbu ch lbs. Den ttala hastighetseffekten är för pbu ch lbs genmgående störst med föresträcka 400 m, vilket primärt förklaras av vägytebidragets strlek Genmförda analyser utan detaljredvisning Analyser avseende betydelsen av föresträckans längd har utförts från 100 m ch upp till m med en stegökning av 100 m. Vi valde att redvisa 100 m, 400 m, 500 m ch m utifrån vad sm är sträcklängder sm fta tillämpas i andra sammanhang i Sverige, eller för att de förkmmer i andra rapprter. 22 Vi har även prvat med föresträckr sm är endast 100 m långa d.v.s m, m,..., m. Syftet med detta har varit att försöka bestämma vilket 100-metersintervall sm har störst betydelse för punkthastigheten. Vi har även prvat med lika föresträckr för lika variabler t.ex. ADC 200 m, RF 400 m sv. i samma analys. Ingen av dessa metder gav ett tydligt bättre resultat än vad sm här har redvisats. Då sådana alternativ får anses vara svårare att använda för den här analysen men ckså för en tänkt tillämpning så går vi ej vidare med dessa idéer. Vi har prvat att utöka mdellen med vägbredd inm intervallgränserna, klckslag (timma) ch veckdag sm förklaringsvariabler men de har inte inkluderats i den slutligt valda mdellen eftersm de generellt inte gav någt tydligt bidrag till att förbättra mdellen. Det var delvis väntat då ingen större variatin i vägbredd förekmmer med vald indelning ch då betydelse av klckslag ch veckdag kan förväntas vara liten inm de ramar sm använts (endast kl 09 15, endast vardagar 23 ). Vi har även prvat en mdell där lika förklaringsvariabler får sätta varsin övre gräns för hastigheten genm individuella rätlinjiga funktiner ch där hastigheten begränsas uppåt av antingen en knstant eller av den förklaringsvariabel sm sätter den lägsta hastighetsgränsen y=min(b0,b1+b2x1,b3+b4x2...)+e Mdellen är rimlig m hastigheten begränsas uppåt av skyltad hastighet med möjlighet att vägytevariablerna kan sänka men inte höja hastighetsgränsen. Om vägytevariablerna sänker hastigheten så bestäms sänkningen av den variabel sm ger störst sänkning. Mdellen beräknar alltså inte en ttal sänkning genm att adderar tillsktt från var ch en av vägytevariablerna. Mdellens är ganska lika HDM-mdellen i Ihs Velin ch (2002) m man ser till mdellens egenskaper även m den matematiska strukturen ser ganska lik ut. 22 Föresträckr: 100 m, Trafikverket; 400 m (Anund, ); 400 m (Ihs ch Velin, ). 23 Denna avgränsning avviker från avgränsning i avsnitt VTI rapprt 902

71 6. Diskussin 6.1. Allmänt Under senare år har betydande resurser satsats på att uppskatta hur rullmtstånd berr av vägyta med syftet att kunna utvärdera samhällseknmiska effekter i frm av drivmedelsförbrukning, energianvändning ch miljöeffekter. Några fullständiga sådana analyser kan inte utföras utan uppgifter m hastighetens berende av vägytans tillstånd. För lönsamhetsbedömning av byggnatins- ch förbättringsåtgärder använder Trafikverket den s.k. EVA-mdellen. De samband mellan hastighet ch flöde per typsektin ch hastighetsgräns sm redvisas i Olstam et al (2013) är de sm används i EVA. Det brde vara fördelaktigt m dessa samband skulle kunna utvidgas mt att ckså kunna inkludera vägyteeffekter. Vad sm söks för planering av beläggningsåtgärder är samband mellan hastighet ch vägyta tillämpbara på: hela statliga vägnätet eller valfria gegrafiska delar hela året alla trafikflöden alla typer av väglag viss sträcka med kända egenskaper: typ av väg; vägbredd; hastighetsgräns; siktklass m.m. Den sista punkten avser behv av att kunna göra en lönsamhetsbedömning av åtgärder på en speciell sträcka medan de övriga avser mera översiktlig planering. Är den sista punkten uppfylld är även de föregående uppfyllda eller skulle kunna uppfyllas. Denna studie handlar i str utsträckning m körbeteendets berende av vägmiljö. Mätningar användbara för analys av sådana samband har under senare år i huvudsak avgränsats till TMSmätningar. Tidigare förekm även studier mera relaterade till speciella miljöer sm hrisntalkurvr ch krsningar. Det finns ett klart behv av att även i nuläget kmplettera TMS-data med andra typer av körbeteendestudier. Andra tillgängliga data Nedan redvisas data sm finns tillgängliga för analys, men sm av resursskäl inte utnyttjats. Meterlgiska data De meterlgiska data har liksm TMS-data avgränsats till västra Götaland. Per meterlgisk mätpunkt ska i princip data för årets alla timmar finnas tillgängliga. Ttalt ingår pster i den framtagna datafilen. Uppgifter sm ingår i en väderdatapst: platsnamn krdinater datum tidsintervall, 3h max vind mängd höga mln VTI rapprt

72 mängd låga mln mängd medelhöga mln vindriktning grader vindhastighet (brtfall i 1/3 av bruttfilen) höjd till mlnbas signifikant mlnhöjd lufttryck nederbörd mm per 3h. Ett värde lika med 0 mtsvarar en nederbörd <0.1 mm/3h. (brtfall i 2/3 av bruttfilen) daggpunkt temperatur sikt kd. (brtfall i 1/3 av bruttfilen) ångtryck relativ luftfuktighet. För att meterlgiska data ska accepteras har valts att avståndet mellan en TMS-punkt ch närmsta väderstatin inte får vara större än 50 km. För analys skulle i denna studie primärt nederbörd ha varit av intresse. Slhöjd Ljusförhållandena under en TMS-mättimme är en funktin av slhöjd ch meterlgiska förhållanden. Slhöjden uttrycks sm det antal grader över (+) eller under (-) hrisnten sm slen står under mättimmen. Slhöjd har beräknats sm funktin av mätplatskrdinater (TMS) ch timme. 24 Varje mättimme kan klassas enligt följande: dagsljus: slhöjd större än 0 grader mörker: slhöjd mindre än eller lika med -6 grader gryning: slhöjd större än -6 grader ch mindre än eller lika med 0 grader ch tid på dygnet före kl. 12 skymning: slhöjd större än -6 grader ch mindre än eller lika med 0 grader ch tid på dygnet efter kl. 12. Tilldela varje mättimme: dagsljus (1); mörker (2); gryning (3); skymning (4) Brister i använd metd ch möjligheter till förbättring Att mätdata i analysen begränsats till två vägmiljöer definierade av hastighetsgräns ch vägbredd är en brist. Här finns mfattande mätdata tillgänglig för en möjlig expansin. Enligt Vadeby et al al. (2012) är TMS-mätplatserna inte generellt slumpmässigt valda: 24 Uppgifter enligt: 70 VTI rapprt 902

73 Efter att de nya reglerna för TMA-skydd infördes 2010 har vissa mätplatser flyttats någt för att få fri sikt på mätplatsen. Huvudvägnätet har ftast raka vägar så där är skillnaden mt en vanlig hastighetsmätning inte så str. Det kan däremt innebära prblem på mindre vägar m mätningarna flyttas till raksträckr eftersm hastigheten då trligen blir högre. Detta förhållande minskar möjligheten att utveckla generella representativa hastighetssamband enbart på befintliga TMS-data. Andra prblem med TMS-data är svårigheterna att både identifiera ch separera frdnstyper enligt följande: att lätta frdn med axelavstånd > 3,3 m kan registreras sm tunga att tunga frdn med axelavstånd 3,3 m kan registreras sm lätta att skilja tunga lastbilar från tunga bussar. I analyserna har tvåaxliga frdn med axelavstånd >3,3 m ch utan släp fått utgå (f-kd 18) eftersm denna grupp kan innehålla en betydande andel lätta frdn. Egentligen är det inget sm hindrar att denna frdnstyp skulle kunna ingå i analyserna så länge sm den analyseras separat. En del av frdnen i denna grupp är sådana sm är treaxliga men körs lastade med stödaxeln i uppfällt läge dvs. de registreras sm tvåaxliga frdn. När dessa frdn körs med full last är stödaxeln nersänkt ch de registreras sm f-kd 19. Detta innebär att det finns en risk för att hastigheterna för treaxliga frdn utan släp (lbu) inte är representativa. En möjlighet till förbättring av frdnsklassificering är ftgrafering av varje passerande frdn. Ett prblem blir då att trafikdata från Trafikverket sannlikt även tillsvidare kmmer att ha det beskrivna felet. Effektsamband ch indata till dessa måste följa samma definitin. Mätning med minst två givare tvärs vägen ger möjlighet att utöver f-kd ch hastighet ckså registrera dv/dt. Denna möjlighet används inte i TMS-mätningarna. VTI har tidigare utnyttjat denna möjlighet vid mätning med liknande utrustning, se Hammarström ch Karlssn (2004). Uppgifter m dv/dt skulle i detta sammanhang vara av intresse för att avgöra både m frdn nått jämviktshastighet ch kvantifiering av dv/dt under anpassningsförlpp. I andra sammanhang sm beräkning av drivmedelsförbrukning är dv/dt ett viktigt indata. Man kan alltid diskutera m förklaringsvariablernas variatinsmråde varit tillräckligt strt. Om man jämför med Ihs ch Velin (2002) så är variatinsmrådet för SPÅR ch IRI i vår studie väsentligt mindre. En förutsättning för att kunna utveckla en representativ hastighetsmdell är att vid parameterskattning använda värden på förklaringsvariablerna sm mtsvarar de förhållanden trafiken expnerats för. Speciellt i fråga m tunga frdn ch IRI finns en risk för att både hjulen på höger ch vänster sida kan ha expnerats för IRI-värden sm avviker betydligt från de RST-värden sm använts för parameterskattning. Även för lätta frdn finns denna typ av prblem men sannlikt i mindre grad sm följd av att åtminstne högerhjulens expnering bör kunna vara representativ. Till prblemen med RST-data hör risken för att uppgift m beläggningsåtgärd saknas ch att det kan finnas en relativt sett str avvikelse i tid mellan angivet datum ch färdig åtgärd. Risken för denna typ av fel bedöms vara sm störst för bservatiner i vilka SPÅR ch IRI är sm störst. Detta kan i förekmmande fall förväntas bidra till fel parametertecken. Detta prblem gäller inte ADC ch RF. Ett förslag till en kmpletterande kntrll: SPÅR(i+1)>=SPÅR(i) ch IRI (i+1)>=iri(i) mellan beläggningsdatum. Denna kntrll förutsätter att det för TMS-punkten finns minst en RST-mätning före ch en efter hastighetsmätning. Eventuellt skulle man ckså kunna kmplettera med följande VTI rapprt

74 krav: MPD(i+1)<= MPD(i). Detta krav är enbart meningsfullt under förutsättning att man inte byter till annan typ av beläggning. I två av referenserna i avsnitt 3.3 har man valt att mäta hastighet före ch efter åtgärd på ett antal sträckr. Resultaten av dessa studier redvisas sm genmsnittliga förändringar. Man kan ifrågasätta användbarheten för beläggningsplanering av sådana ttala förändringsmedelvärden. En fråga är m man skulle vinna någt i representativitet genm att avgränsa utnyttjade TMS-data till sådana sträckr där beläggningsåtgärder genmförts samma år sm TMS-mätning. En fördel med att mera fkusera på beläggningsåtgärder skulle kunna vara ett bidrag till att risken för fel sm följd av felaktiga uppgifter m detta förhållande minskar. Utnyttjandet både av tillgänglig data ch av upplagd data har avgränsats i betydande utsträckning enligt avsnitt Syftet med detta har varit både att öka jämförbarheten med referenser inm mrådet ch att minska spridningen i data. Ett representativt planeringsunderlag bör baseras på ett så heltäckande underlag sm möjligt. Därmed finns behv av kmpletterande analyser med ett minimum av avgränsningar Föresträckrnas hmgenitet Föresträckrna är inte hmgena med avseende på förklaringsvariablernas medianvärden. Välj förslagsvis max 10 % avvikelse sm gräns från medianvärdet med 100 m föresträcka för att samtliga föresträckr ska betraktas sm hmgena. 25 Inm gruppen av vägytevariabler är det då SPÅR70 (400 m) ch IRI 90 (500 ch m) sm faller utanför gränsen. Inm linjeföringsvariablerna är det primärt ADC sm passerar gränsen både för 70 ch 90 km/h med bred marginal. Beträffande RF faller 70-väg utanför gränsen med föresträcka m. PÅ 90-väg har ADC ch RF väsentligt lägre nivåer än för 70-väg. Medianen av ADC på 70-väg är minst tre gånger så str sm på 90-väg. Vad sm kan ha betydelse för erhållna resultat är att lägena för mätplatserna, enligt föregående, inte generellt är slumpmässigt utvalda. Vägvariablernas medianvärden förändras systematiskt med föresträckans längd i följande fall (kvten mellan median m ch median 100 m): 70 ADC: ökande (1,53) 70 RF: avtagande (0,70) 90 ADC: ökande (1,72) 90 IRI: avtagande (0,85). Ett alternativ till att sm van jämföra kvter mellan medianvärden för lika föresträckr skulle vara att beräkna mtsvarande kvter per mätning ch sedan medelvärdesbilda. En betydande andel av upplagda mätdata har fått utgå berende på att den maximala föresträckan inte nått upp till m med 50 delsträckr ( 20 m ). Mt bakgrund av att uppläggning av data är resurskrävande brde en längdkntrll utföras i ett tidigare skede än i vår studie. Ett förtydligande kan vara att lika längd på föresträcka innebär lika värden på förklaringsvariablerna medan hastighetsdata använd för kalibrering är berende av föresträckans längd. 25 Denna analys brde genmföras mätning för mätning med tillhörande föresträckr. 72 VTI rapprt 902

75 6.4. Mdell Den använda prjektmetden innebär att vi med en enkel linjär regressinsmdell har försökt avbilda en kmplex hastighetsprcess. Olika längd på föresträcka mtsvarar att lika antal hmgena blck med lika vägmiljöer ingår i föresträckan. Bäst förutsättningar till en representativ analysmdell bedöms gälla då föresträckan utgörs av ett enda hmgent blck tillräckligt långt för att nå jämviktshastighet ch att mätutrustningen varit placerad inm jämviktsmrådet. Ett prblem är då att bedöma längden på anpassningssträckan. Man kan förvänta betydande skillnader i anpassningssträckr för lika vägmiljövariabler: ADC: hastigheten anpassad till blckstart; effekt före ch efter blckslut RF: effekt efter blckstart ch effekt efter blckslut (ökning före?) SPÅR: ingen tvingande anpassning inne på sträckan för trr vägyta; effekt efter blckstart ch effekt efter blckslut. Med vattenfyllda spår sannlikt tvingande anpassning fram till blckstart IRI: över viss nivå tvingande anpassning till blckstart; effekt före blckstart ch efter blckslut m tvingande anpassning MPD: ingen tvingande anpassning; effekt efter blckstart ch effekt efter blckslut. Viss infrmatin m anpassningsförlppet till ADC baserad på mätdata kan fås ur Lindqvist (1991). De miljövariabler sm bedöms ha mest tvingande anpassning ch därmed störst värde på abs(dv/dt) före blckstart är ADC ch IRI. Beträffande IRI mtsägs detta av erhållna resultat där vi fått svagare effekter med föresträcka 100 m än för längre föresträckr speciellt på 70-väg. Längden på anpassningssträckan blir en funktin av dv/dt ch hastighetsdifferensen mellan de två blcken. Om värdena för ADC ch IRI är tillräckligt stra har sannlikt hastigheten anpassats till miljöns startpunkt. För lägre värden på ADC ch IRI kan det vara så att behvet av hastighetsanpassning till blckstart minskar ch att hastighetsanpassningen avslutas först efter blckstart. Anpassningsförlppet sker helt eller delvis i blcket före. Detta innebär ckså att m en TMS-punkt följs av ett blck med höga värden på ADC eller IRI så följer en hastighetseffekt i mätpunkten sm inte förklaras av föresträckans vägbeskrivning. Exempel på beräknade fysikaliskt rsakade anpassningssträckr för tunga frdn har presenterats i avsnitt Dessa sträckr kan mycket väl nå upp till m. Om man skulle avgränsa målsättningen till att beskriva vägyteeffekt på jämviktshastighet i hmgena blck blir man delvis av med det stra prblem sm val av föresträckans längd utgör. Nackdelen med ett sådant alternativ är att man samtidigt begränsar vilka miljöer sm mdellen ger representativitet för. Hur strt felet blir i en genmsnittlig planeringssituatin med denna avgränsning behöver dessutm uppskattas. Det brde ändå kunna vara lämpligt att rendla analysen för att på detta sätt få en tydligare baskunskap m sambanden. För att klara en generell effektbeskrivning utan avgränsning till jämviktshastighet är en möjlighet att utveckla separata funktiner av enbart vägytevariabler för ett antal trafikmiljöklasser definierade av åtminstne: vägbredd inklusive typ av väg hastighetsbegränsning siktklass eller annan klassning av linjeföring. VTI rapprt

76 Inverkan av dessa variabler på hastighet fångas då upp av klassindelningen. Ytterligare klassindelning efter regin skulle kunna mtiveras av skillnader i väglag ch ljusförhållanden m sådana variabler inte ingår i funktinen eller sm klassindelare. Ett prblem med klassindelning är att det kan bli många uppsättningar av funktiner. Ett exempel på denna typ av klassindelning är effektsambanden för hastighet ch flöde i EVA-mdellen. Antalet TMS-punkter per klass skulle behöva vara tillräckligt många för att ge representativitet ifråga m förekmmande vägblck per siktklass. En skillnad jämfört med hastighet-flöde sambanden är att klasserna dessutm ska vara hmgena ifråga m vägytestandard. Här bör man ckså beakta fördelningen av sträcklängder för beläggningsåtgärder mera generellt. Det kan vara lämpligt att välja en längd på siktklass-sträckrna sm inte avviker alltför mycket från genmsnittliga längder på beläggningssträckr. Antal mätningar behöver sannlikt vara mycket mfattande för att kunna ge representativ hastighet per trafikmiljöklass bildad enligt beskrivning van. Beträffande beläggningsåtgärder bör man kunna förutsätta att hmgenitet avseende vägytans tillstånd gäller för åtgärdssträckan efter åtgärd. Trts att man kan förutsätta både icke-linearitet ch samspelseffekter mellan förklaringsvariablerna ch hastighet har valts att använda en linjär additiv regressinsmdell utan möjlighet att beskriva samspelseffekter mellan förklaringsvariablerna. Många av de prblem sm beskrivs genm resultaten speciellt på 70-väg bedöms vara en följd av en tillräcklig mdell. En bättre mdell skulle kunna vara av följande typ: V = min(v klass, V SPÅR, V IRI, V MPD, V FX ) V klass mtsvarar den hastighetsnivå sm följer av viss hastighetsgräns, vägbredd ch siktklass. V SPÅR, V IRI ch V MPD mtsvarar jämviktshastigheter mt körbeteende ch V FX den färmtståndsberende jämviktshastigheten. V FX fångar upp fysikaliska samspelseffekter mellan vägytevariablerna ch linjeföringsvariablerna. Det kan ckså finnas beteendemässiga samspelseffekter, vilka inte fångas upp fullt ut med denna ansats. Ett rimligt antagande brde vara att betydelsen av V FX ökar med ökande siktklass. En mdell enligt denna princip skulle då användas i kmbinatin med en klassindelning enligt van. Infrmatin för bedömning av det lämpliga i att välja en minhastighetmdell är följande: Anund (1992): genm valet av en mdell med yteffekter berende av hastighetsgräns ch typsektin tillför denna referens ingen infrmatin avseende frågeställningen. Ihs ch Velin (2002): IRI, större effekt för 110-väg än för 90-väg, men 70-väg förstör bilden med stra psitiva effekter; SPÅR, går ej att utläsa p.g.a. många psitiva värden för 90. Världsbanken (1998): talar för en minhastighetsmdell. Datrmdellen VETO m.fl. arbetar efter min-principen. Vår studie: valet av lika vägbredder för lika hastighetsgränser stör en jämförelse mellan hastighetsgränser; m resultaten för 70-väg ifrågasätts fås inget infrmatinsbidrag; m resultaten för 70-väg accepteras skulle dessa tala emt en minhastighetsmdell. Färdmtstånd: rullmtståndsbidragen från IRI ch MPD adderas till övriga färdmtstånd dvs. ingen min-funktin mellan IRI ch MPD; V FX minskar med ökande IRI ch MPD. 74 VTI rapprt 902

77 Om man vill använda en kntinuerlig funktin sm ger en apprximativ likhet med en minfunktin så kan den mdellfrm sm används i HDM-4 vara ett alternativ, se avsnitt 3.3. En sådan mdellfrm kan ckså vara ändamålsenlig för att beskriva samband med brytpunkter sm exempelvis inverkan av lutning på hastighet. Ett strt prblem i denna studie har varit betydelsen av föresträcka. Till saken hör att vi ckså vet att eftersträckan kan ha betydelse exempelvis då TMS-punkten följs av en hrisntalkurva Våra resultat Sm vår studie är gjrd mtsvarar skillnader i resultat mellan 70-väg ch 90-väg inte bara en skillnad i hastighetsgräns utan ckså en skillnad mellan vägbredd <8 m ch 8 10 m. Den parallella skillnaden i linjeföring är dessutm betydande enligt avsnitt Genm valet av lika vägbredd per hastighetsgräns kan inte en jämförelse av resultaten mellan lika hastighetsgränser allt annat lika genmföras. En fördel med det val av vägbredd sm gjrts är att det är rimligt att för 70-väg välja smalare väg än för 90-väg m representativitet söks per hastighetsgräns. Möjligen skulle ändå större representativitet ha uppnåtts utan vägbreddsindelningen under förutsättning av att mätpunkterna är slumpmässigt utlagda över vägnätet med avseende på vägbredd. Detta skulle då ckså krävt större prjektresurser. De erhållna resultaten är inte helt enkla att tlka på grund av: att strleken på skattade parametrar per frdnstyp har en betydande variatin i strlek med föresträcka ch kan växla tecken att bästa föresträcka (R2) varierar med hastighetsgräns att bästa föresträcka (R2) varierar med frdnstyp att bästa föresträcka (medel av antal signifikanta skattningar respektive p-värden) är lika för lika parametrar. Svårtlkade resultat i multipla regressinsanalyser skulle kunna ber på större krrelatiner mellan förklaringsvariablerna. Enligt den utförda VIF-analysen finns inget sm tyder på en sådan förklaring i denna studie. Även m beräknade VIF-värden genmgående ligger under gränsvärdet för multiklinjaritet kan visst infrmatinsvärde finnas i de beräknade VIF-värdenas medelvärden enligt följande: ungefär lika för 70-väg ch för 90-väg varierar med föresträcka ch är minst vid 100 m varierar med förklaringsvariabel ch där MPD har betydligt lägre värde än SPÅR ch IRI på 70-väg medan samtliga vägytevariabler på 90-väg har ungefär samma VIF de högsta enskilda värdena: på 70-väg 4,2 för IRI pbs 400; på 90-väg 3,1 för SPÅR lbs 500. En kmpletterande analys skulle behövas avseende samspelseffekter mellan förklaringsvariablerna på hastighetseffekten. Samspelseffekter finns åtminstne ifråga m den färdmtståndsberende hastighetseffekten, se avsnitt Man kan ntera att den relativa variatinen av förklaringsvariablernas medianvärden med föresträcka från 100 upp till m, är väsentligt mindre än vad sm gäller för parameterskattningarnas variatin. Både genmsnittlig förklaringsgrad ch andel signifikanta värden talar för att den valda funktinsansatsen varit mera representativ för 70- än för 90-väg. Emellertid är resultaten för 70-väg svåra både att tlka ch tveksamma att tillämpa sm följd av mycket stra relativa variatiner i skattade VTI rapprt

78 parametervärden inklusive teckenväxlingar med variatin av föresträcka. Teckenväxlingar förekmmer ckså mellan 70- ch 90-väg allt annat lika. Abslutbelppen av parameterskattningarna är i de flesta fall betydligt större för 70- än för 90-väg. De prblem sm gäller för 70-väg finns i huvudsak inte för 90-väg. På 70-väg gäller att parameterskattningarna för 100 m ch övriga föresträckr i huvudsak har lika tecken ifråga m SPÅR ch IRI till skillnad från MPD. Parameterskattningarna med föresträcka 100 m är i allmänhet negativa för SPÅR ch psitiva för IRI. Ökande värden på vägytevariablerna kan därmed antingen ge ökande eller minskande hastighetsbidrag berende på val av föresträcka. Övrigt m vägyteresultat på 70-väg: Andel signifikanta vägyteparametrar per frdnstyp: pbu, 92 % ch övriga 42 % vardera. SPÅR: alla skattade parametrar med föresträcka m är psitiva ch de med föresträcka 400 m dessutm signifikanta för samtliga frdnstyper. IRI: alla skattade parametrar med föresträcka m är negativa ch signifikanta. Den relativa variatinen med föresträcka är måttlig inm intervallet m. Inm intervallet är p-värdena genmgående 0,00. MPD: värdena är negativa för lbs ch psitiva för övriga frdnstyper. Signifikanta skattningar saknas för pbs ch lbs men inte för övriga. För pbu är samtliga skattningar både signifikanta ch psitiva. På 90-väg förekmmer i huvudsak inga teckenväxlingar med variatin av föresträcka. Skattningarnas relativa variatin med föresträcka är väsentligt mindre än för 70-väg. Ökande värden på variablerna SPÅR, IRI ch MPD ger minskande hastighet sm resultat. Övrigt m vägyteresultat på 90-väg: Andel signifikanta vägyteparametrar: pbu, 83 %; pbs, 42 % ch övriga 0 % SPÅR: nästan alla skattningar är signifikanta både för pbu ch pbs. IRI: alla pbu-skattningar är signifikanta medan en pbs-skattning är signifikant. MPD: det är enbart pbu-skattningar sm är signifikanta. För pbu ch lbu på 90-väg har signifikanta negativa ADC-parametrar erhållits i huvudsak generellt. Abslutbelppen av dessa parametrar med föresträcka 100 m är ca 1,5 gånger större än för 70 km/h. Inm det variatinsmråde sm gäller för ADC på 90-vägarna kan ingen hastighetseffekt förväntas enligt den redvisade mdellen för hastighet ch hrisntalradie i avsnitt 3.3. Att ADC har medelvärden sm mtsvarar att genmsnittlig radie är större än m utesluter inte att det kan finnas delblck med radie<1000m inm föresträckrna ch därmed ckså en förväntad hastighetseffekt. Den i studien skattade parametern för ADC på 70-väg är inm studiens variatinsmråde av samma strleksrdning sm enligt mdellen i avsnitt 3.3. Den beskrivna mdellen för hrisntalkurva i avsnitt 3.3 har en generell gräns för radien (1 000 m) över vilken någn hastighetseffekt inte kan förväntas. Det rimliga i en generell sådan gräns kan ifrågasättas under antagande m att hastighetseffekten är kpplad till sidkraft. Med en radie av m ökar sidkraften med hastighet enligt följande relativt en bashastighet av 70 km/h (utan hänsyn till skevningseffekten): 76 VTI rapprt 902

79 till 90 km/h: +70 % till 110 km/h: +150 %. Den sidkraft sm gäller för 110 km/h för en radie av m är ungefär lika med vad sm gäller för 70 km/h ch en radie av ca 400 m. Det är då rimligt att ifrågasätta den fasta gränsen m i mdellen. Man skulle kunna förvänta att radiens gränsvärde skulle öka med ökande hastighetsnivå. Det erhållna resultatet avseende skattade ADC-parametrar vid 90 km/h styrker en sådan förväntan. Parameterskattningarna för RF avseende lbs 70 har negativa tecken medan lbu 70, lbu 90 ch lbs 90 har psitiva tecken. Bland skattningarna med psitiva tecken är det enbart parametrarna för lbu 90 med föresträcka 100 m ch 500 m sm är signifikanta. Förekmst av psitiva RF-parametrar, ökande hastighet med ökande RF, är överraskande eftersm ca 25 % av vägsträckrna i anslutning till TMSpunkterna på 90-vägar ligger i lutningsintervallet 1 3 % dvs. man kan förvänta en hastighetsreduktin för tunga frdn i mtlut. Eventuellt skulle hastighetsregulatrn kunna ha betydelse för RF-resultatet. På hrisntell väg ch i mtlut begränsar regulatrn hastigheten till 89 km/h för tunga lastbilar. Det går inte att kmma upp i högre hastighet än 89 km/h så länge sm enbart mtrn driver frdnet framåt. Då lutningen är så str att dragkraften från jrdacceleratinen vid körning nerför är större än summan av luft- ch rullmtstånd kan frdnet nå en högre hastighet än 89 km/h. I sådana lutningar har man då en teretisk möjlighet att uppnå en högre medelhastighet än på hrisntell väg. Vad sm talar emt denna förklaring är de negativa parametervärdena för lbs på 70-väg. En förklaring till att inte utnyttja utrullningsmöjligheten på 70-väg skulle kunna vara linjeföringsbegränsningar, primärt hrisntalkurvr men ckså väsentligt större lutningar än på 90-väg. En ytterligare förklaring till psitiva RF-parametrar skulle kunna vara acceleratin till högre hastighet inför mtlut. Både för pbu ch pbs gäller att en av fyra RF-parametrar på 90-väg är negativ. Därmed förekmmer negativa RF-parametrar, ej signifikanta, för lätta men inte för tunga frdn på 90-väg. En ytterligare förklaring till psitiva RF-parametrar skulle kunna vara m mätpunkterna i kmbinatin med de enkelriktade RST-mätningarna har råkat få en överrepresentatin av nerförslutningar. Det anmärkningsvärda resultatet skulle ckså kunna förklaras av brister i det använda måttet RF enligt följande: ingen infrmatin ges m lutningens tecken beaktar inte betydelsen av sammanhängande lutningslängd. Infrmatin m lutningstecken skulle kunna vara speciellt relevant för det närmast föregående, hmgena blcket, men förlrar sin mening för längre sträckr där medellutningen inklusive tecken går mt nll med ökande sträcklängd. För att med någn större precisin uppskatta inverkan av lutning på hastighet för viss frdnstyp i en TMS-punkt krävs infrmatin m: lutningsgrad inklusive tecken sträcklängd före TMS-punkten med dessa lutningsförhållanden vägyteförhållanden hrisntalkurvatur ingångshastighet i lutningen högsta ingångshastighet i nästa blck. VTI rapprt

80 Observera att man inte ens i ett kraftigt mtlut kan förvänta någn hastighetseffekt i lutningens början. Det är dv/dt sm påverkas initialt ch sm funktin av tid eller sträcka ger en tilltagande hastighetseffekt fram till dess jämviktshastighet nås. Sm förklaringsvariabel till hastighet finns ett behv av ett lutningsmått sm både kunde beakta lutningsgrad ch sammanhängande lutningslängd. Till prblemen med att beskriva lutningseffekt hör ckså att man kan förvänta att det finns en brytpunkt under vilken lutning inte påverkar hastighet. I vår studie har vi både fått mindre vägyteeffekter ch färre signifikanta skattningar för tunga än för lätta frdn. Färre signifikanta skattningar kan antingen ber på färre bservatiner eller större säkerhet. En källa till säkerhet inm gruppen lbu är att denna är sammansatt av två kategrier av frdn: tung lastbil ch tung buss. Dessa kategrier har lika hastighetsgränser ch lika inställda begränsningar i hastighetsregulatrn. 26 Samma prblem gäller för lbs. En ytterligare källa till säkerhet för tunga frdn kan vara att RST-data inte beskriver vad högerhjulen på tunga frdn expneras för. För IRI mtsvarar inte det tillgängliga måttet vare sig läget för höger- eller vänsterhjulen. Även MPD kan ifrågasättas för tunga frdn men här finns ändå värdet för vad vänster hjul expneras för tillgängligt. Däremt brde SPÅR kunna vara representativt för expnering. Enligt tillämpning av den framtagna mdellen ger vägytan ett väsentligt större bidrag till den resulterande hastigheten jämfört med linjeföringen för medianförhållanden i TMS-punkterna. Detta gäller både för pbu ch för lbs. 27 På 90-väg utgör vägytans andel för pbu ch lbs ca 80 % ch 90 % av det ttala hastighetsbidraget. Både på 70- ch 90-väg ger IRI den största absluta hastighetseffekten för både pbu ch lbs. På 90-väg kmmer MPD sm nummer två ch SPÅR sm nummer tre inm vägyteeffekterna. Av linjeföringsvariablerna har ADC störst betydelse för pbu både vid 70 ch 90 km/h. För lbs har ADC mindre betydelse än RF vid 70 km/h men större än RF vid 90 km/h. De enskilda vägytebidragens abslutbelpp är i huvudsak alltid större än för linjeföring både för pbu ch lbs med undantag för ADC ch de längsta föresträckrna. Vår analysmdell mtsvarar att det inte finns några samspelseffekter mellan de valda förklaringsvariablerna på hastighet. Denna förutsättning är inte krrekt, åtminstne inte ifråga m den fysikaliska hastighetseffekten. Speciellt för 70-väg är de största lutningarna, ca 5 %, så stra att de åtminstne påverkar den tunga trafiken. Därmed får även vägytan en färdmtståndsberende hastighetseffekt i samspel med lutning Val av bästa skattningar Någn fullständig statistisk hållbar metd för att välja ut de mest representativa parameterskattningarna för vägytevariablerna har inte funnits tillgänglig. Prblemet gäller primärt vilken föresträcka med tillhörande parameterskattningar sm ska väljas per hastighetsgräns, per frdnstyp ch per vägvariabel. I brist på bättre används en subjektiv sammanvägning av följande urvalskriterier: högsta R2 störst andel signifikanta skattningar inm vägytegruppen 26 På 90-väg (ej mtrväg eller mtrtrafikled) har bussar 90 km/h ch tunga lastbilar 80 km/h sm övre gräns. 27 Det är enbart för dessa två frdnstyper sm tillämpning har genmförts. 78 VTI rapprt 902

81 lägsta p-värde inm vägytegruppen inga teckenväxlingar med föresträcka liten variatin med föresträcka dvs. minst två skattade grannvärden med liten relativ skillnad. Underlag för bästa val av till pbu: 28 på 70-väg R 2 : högsta värde för 100 m största andel signifikanta inm vägyta: 100, 400 ch 1000 (lika stra andelar) lägsta p-värde inm vägyta: 100 ch 400 (lika stra värden) ej teckenväxling: MPD, men str värdevariatin; ADC, men mycket str värdevariatin bästa val: 100 m men tveksamt m MPD ch ADC kan användas mt bakgrund av str värdevariatin med föresträcka. på 90-väg: R 2 : högsta värde för 100 m största andel signifikanta inm vägyta: 100, 400 ch 500 m (lika stra andelar) lägsta p-värde inm vägyta: 100 ch 400 m (lika stra värden) ej teckenväxling: SPÅR; IRI; MPD; ADC; RF ch genmgående liten värdevariatin bästa val: 100 m. Underlag för bästa val till lbs: på 70-väg: R 2 : högsta värde för 400 m största andel signifikanta inm vägyta: 400 m lägsta p-värde inm vägyta: 400 m ej teckenväxling: MPD, men str värdevariatin; RF, med måttlig värdevariatin bästa val: 400 m. på 90-väg: R 2 : högsta värde för 400, 500 ch 1000 m (samma andel) största andel signifikanta inm vägyta: inga signifikanta skattningar lägsta p-värde inm vägyta: 400 m ej teckenväxling: SPÅR; IRI; MPD, men str värdevariatin; ADC ch RF, men str värdevariatin bästa val: 400 m. Till skillnad från lbs så har lbu signifikanta skattningar av ADC ch RF för 90-väg. På 90-väg kan följande parametervärden väljas (m respektive variabel ökas med en enhet förändras hastigheten med angivna värden (km/h)): 28 Understrukna värden markerar signifikant parameter. VTI rapprt

82 pbu (alla signifikanta): SPÅR: -0,30 IRI: -2,5 MPD: -3,1 ADC: -0,15 RF: 0,17. lbs (inga signifikanta): SPÅR: -0,18 IRI: -1,2 MPD: -2,3 ADC: -0,07 RF: 0,07. Det bedöms sm att resultaten på 70-väg har mindre trvärdighet berende på de många teckenväxlingarna ch de stra både relativa ch absluta variatinerna i parametervärden. Dm värden sm möjligen skulle kunna accepteras för 70-väg är pbu med MPD ch ADC samt lbs med MPD ch RF. För 90-väg finns enbart prblem med stra relativa parametervariatiner i vissa fall ch avsaknaden av signifikanta värden för den viktiga frdnstypen lbs. En förklaring till det mera stabila resultatet på 90-väg skulle kunna vara längre hmgena blck ch att resultaten därmed i större utsträckning mtsvarar jämviktshastighet. Risken för att anpassningsförlpp relativt mgivande vägblck ska ha påverkat uppmätta hastigheter bör ckså vara mindre. Sm följd av mindre värden på RF kan ckså betydelsen av VFX förväntas vara mindre jämfört med 70- väg. Samtliga lbs-värden, abslutbelpp, är mindre än pbu-värdena. Om man jämför pbs-värdena, abslutbelpp, med pbu-värdena kan följande nteras: 70-väg: SPÅR: ungefär samma sm för pbu IRI: större effekt än för pbu MPD: betydligt mindre effekt än för pbu 90-väg: SPÅR: genmgående större än för pbu IRI: säkra ch växlande pbs-effekter till skillnad från pbu MPD: säkra ch betydligt mindre effekter än för pbu Om man jämför lbs-värdena, abslutbelpp, med lbu-värdena kan följande nteras: 70-väg: SPÅR: liknande resultat IRI: mindre effekt än för lbu MPD: genmgående minustecken till skillnad från lbu/lika tecken 80 VTI rapprt 902

83 90-väg: SPÅR: någt mindre effekt än för lbu IRI: mindre effekt än för lbu MPD: större effekt än för lbu Vår analysmetd beaktar inte att det skulle kunna finnas samspelseffekter mellan de valda förklaringsvariablerna ch hastighet. Denna förutsättning är inte krrekt, åtminstne inte ifråga m den fysikaliska hastighetseffekten. Speciellt för 70-väg är de största lutningarna så stra att de åtminstne påverkar den tunga trafiken. Därmed får även vägytan en färdmtståndsberende hastighetseffekt En jämförelse mellan litteraturreferenser Det är i huvudsak två referenser, Ihs ch Velin (2002) samt Anund (1992), sm är av intresse för jämförelse av vägyteeffekter. I den tillgängliga litteraturen beaktas i flera fall inte att vägbredd ch hastighetsgräns kan påverka vägytans ttala bidrag till den resulterande hastigheten. Däremt kan vägbredd ch hastighetsgräns ingå med separata termer parallellt med vägytetermer i linjära funktiner för resulterande hastighet. Detta är tillräckligt för att beskriva ett eventuellt samspel mellan variablernas inverkan på den resulterande hastigheten. Det är rimligt att förutsätta att den hastighetsnivå sm följer av andra variabler än vägyta, sm exempelvis hastighetsbegränsning, har betydelse för vägytans bidrag. Att en sådan inverkan finns framgår ur tabell 4.7 ifråga m vägyteeffekt genm färdmtstånd. Förekmst av sådana samspelseffekter utgör ckså bas för den hastighetsmdell sm används i HDM4 efter principen m en dimensinerande minhastighet. Med en minhastighetsmdell adderas inte bidragen från de lika vägmiljövariablerna. Sm ett exempel på vägyteeffektens berende av eftersträvad hastighet kan man välja ett farthinder i frm av en vägbula. En sådan bula är utfrmad för att inte kunna passeras med hastighet över viss nivå. Denna övre nivå är funktin av bulans frm, av frdnsparametrar ch av kmfrtbehv. En vägbula kan liknas vid en vägjämnhet med visst IRI-värde. Om den övre passagehastigheten för visst frdn ch förare är 30 km/h så påverkas sannlikt inte passagehastigheten nämnvärt av m eftersträvad hastighet på väglänken är 40 eller 50 km/h. Den eftersträvade hastigheten på länken kan exempelvis vara en funktin av hastighetsgräns ch vägbredd. Skillnaden i hastighetseffekt uttryckt sm en differens, 10 respektive 20 km/h, mellan de båda fallen blir däremt str. Slutsatsen av detta exempel är att man inte kan välja en mdellfrm sm ger en ch samma hastighetsförändring för lika hastighetsgränser, vilket är fallet i de två referenserna van. Med en hastighetsgräns tillräckligt låg för att ge en eftersträvad hastighet lägre än vad sm kan hållas över vägbulan ger denna ingen hastighetsreduktin. Vid jämförelse med Anund (1992) ska man vara bservant på att vägvariablerna utgör medianvärden för en ttal sträcka av 400 m ch där hastighetsmätning har utförts i sträckans mittpunkt. Här ges ingen infrmatin m vägytevariablernas variatinsmråde annat än att det kan vara str variatin per mätplats, vilket anges sm mtiv för att välja medianvärdet per sträcka i stället för det aritmetiska medelvärdet till regressinsanalyserna. Därmed utgör dessa förklaringsvariabler kmbinatiner av före- ch eftersträcka. Sträckrna kan ckså ifråga m linjeföring karaktäriseras sm raka hmgena blck. Redvisningen innehåller enbart en ttalanalys över samtliga ingående hastighetsgränser. Någn tidsavgränsning under året utöver dagtid 9 15 har inte redvisats. Parameterskattningarna för pb är signifikanta men inte för lbu ch lbs. VTI rapprt

84 Ihs ch Velin (2002) redvisar analyser både med ch utan uppdelning på hastighetsgräns. Vid indelning av analyser efter hastighetsgräns görs även en underindelning med avseende på ÅDT, men avgränsat till pb ch utan infrmatin m förekmmande signifikanser ch förklaringsgrader. Med ett alternativ utan uppdelning på hastighetsgräns görs ckså lika indelningar med avseende på tid ch nederbörd. Den följande jämförelsen avser smmarhalvåret (16/4 15/10) ch vardagar kl Med detta val är samtliga skattade parametrar signifikanta. Variatinsmrådet för vägytedata, medelvärden för 200 m föresträcka, är följande: SPÅR: 2 till 21 mm IRI: 0,5 till 5,2 mm/m. Eftersm I/V baseras på TMS-data finns det sannlikt betydande skillnader i linjeföring mellan referensernas mätplatser ch föresträckr. Skillnaden i tidsavgränsning mellan studierna ch därav följande hastighetseffekt bedöms sm marginell baserat på redvisningen i avsnitt Anund jämfört med Ihs ch Velin (ttalanalys per frdnstyp): SPÅR-parametrar: gd överensstämmelse för pb men sämre för övriga frdnstyper inklusive lika tecken för lbs; Anund har en betydande minskande effekt med ökande frdnsstrlek medan I/V har en liten minskande effekt med ökande frdnsstrlek IRI-parametrar: gdtagbar överensstämmelse för lbu men inte för pb (-3,0 jämfört med -0,54) ch lbs; Anund har en betydande minskande effekt med ökande frdnsstrlek medan Ihs ch Velin har en betydande ökning. Enligt (Klsrud & Nilssn, 1981) ch (Linderth, 1981) ökar hastigheten i genmsnitt med 1,4 km/h sm följd av beläggningsunderhåll av svårt slitna vägar. Sm följd av beläggningsunderhåll minskar SPÅR ch IRI medan MPD förväntas öka med förändrad typ av beläggning. Tyvärr saknas uppgifter m de genmsnittliga förändringarna av vägytevariablerna i referenserna. Antag följande: att 1:a kvartilen av SPÅR ch IRI apprximativt mtsvarar efter beläggningsåtgärd att 3:e kvartilen apprximativt mtsvarar genmsnittliga förhållanden före beläggningsåtgärd. Därmed kan en uppskattning av hastighetseffekten för pb av en genmsnittlig beläggningsåtgärd på 90-väg genmföras: enligt Ihs ch Velin: 1,7 km/h enligt Anund: 4,3 km/h. Därmed finns en viss likhet mellan vad Ihs ch Velin ger jämfört med referenserna m effekt av beläggningsunderhåll Vår studie jämfört med litteraturen Det finns inte någn tillgänglig referens för jämförelse avseende inverkan av MPD på hastighet. Rimlighetsbedömningar avseende MPD-effekter i vår studie får istället baseras på jämförelse mellan övriga vägytevariabler. Antagandet är då att m det finns likhet i resultat avseende SPÅR ch IRI mellan vår studie ch litteraturen så talar detta för att använd metd i vår studie ckså skulle kunna ge representativitet avseende MPD-parametrarna. En fråga är då hur skattade värden för SPÅR ch IRI påverkas av m MPD ingår i analysen eller ej. Dessutm ingår ADC ch RF i vår studie till skillnad 82 VTI rapprt 902

85 från de refererade vägytestudierna i avsnitt 3. Även här saknas infrmatin m hur detta kan påverka skattningarna av vägyteparametrar. 29 Vad sm bl.a. behöver beaktas vid en jämförelse mellan lika studier är eventuella skillnader i förutsättningar. Föreliggande studie avviker från litteraturen på följande punkter: separata analyser per klass bildad av vägbredd ch hastighetsgräns utökning av antal förklaringsvariabler med: MPD; ADC ch RF enbart free flw samtliga veckdagar minst 10 km utanför tätrt lbu exklusive fkd 18. Stra skillnader i hastighetseffekter av vägyta har påvisats i vår studie mellan 70- ch 90-väg. Att det kan finnas stra skillnader i vägyteeffekter mellan 70- ch 90-väg stöds av Ihs ch Velin (2002). De stra skillnaderna talar för att man vid analyser av vägyteeffekter på hastighet bör betrakta dessa sm berende av åtminstne hastighetsgräns. Ihs ch Velin har dessutm fått stra skillnader i skattade parametrar mellan lika ÅDT-klasser. Infrmatin saknas i I/V m skattade värden är signifikanta för analyserna indelade efter hastighetsgräns. Vår studie kan jämföras med Ihs ch Velin (2002) för pbu med separata analyser per hastighetsgräns. Jämförelsen kmpliceras av att Ihs ch Velin har en indelning av resultat ckså efter ÅDT-klass medan vår studie är avgränsad till ett vägbreddsintervall per hastighetsgräns. Till stöd för antagande m hur våra resultat är kpplade till ÅDT-klasser kan infrmatin m hur vägar med nummer 500 eller mindre fördelas på ÅDT-klasser. År 2012 fördelades ttal statlig väglängd inm vägnummerintervallet (<500) enligt följande: 30 ÅDT<1000: 24,3 % ÅDT : 41,6 % ÅDT>4000: 31,3 % ÅDT saknas: 2,8 %. Med föresträcka 400 m gäller följande parametervärden vid 70 km/h: SPÅR: vår studie, 0,58 Ihs ch Velin (2002), effekter i intervallet (-3,18) (-0,81) - (-0,07) berende på ÅDT-klass Av resursskäl har inte jämförande analyser avseende dessa frågeställningar kunnat genmföras. 30 Inklusive alla typer av vägar ch hastighetsgränser. 31 Ihs ch Velin: (<1000) ( ) (>4000). VTI rapprt

86 IRI: vår studie, -7,3 Ihs ch Velin (2002), effekter i intervallet (5,59) (3,53) - (-0,05) berende på ÅDTklass. Med föresträcka 400 m gäller följande parametervärden vid 90 km/h: SPÅR: IRI: vår studie, -0,29 Ihs ch Velin (2002), (0,07) (0,25) - (-0,18) berende på ÅDT-klass. vår studie, -2,0 Ihs ch Velin (2002), (-0,3) (-3,7) - (-1,6) berende på ÅDT-klass. För övriga frdnstyper redvisar Ihs ch Velin (2002) inga skattningar per hastighetsgräns. Någn likhet i resultat jämfört med vår studie finns primärt för 90-väg ch IRI. Enligt vår studie är det svårt att utläsa någt generellt samband mellan vägyteeffekt ch frdnsstrlek: Vid 70 km/h: enligt vår studie har lbu störst parametervärden (abslutbelpp) både för SPÅR ch för IRI medan övriga frdnstyper är förhållandevis lika. Här finns ingen likhet med referenserna i avsnitt 3.1 ch 3.2. MPD-parametrarna är störst för pbu (inklusive tecken) ch minst för lbs. Vid 90 km/h: enligt vår studie minskande parametervärden (abslutbelpp) med ökande frdnsstrlek, både för SPÅR ch IRI. Detta är i överensstämmelse med två referenser. MPD pbu har störst parametervärden (abslutbelpp) men i övrigt ingen systematisk variatin med frdnsstrlek. Den viktigaste slutsatsen av denna jämförelse bedöms vara överensstämmelsen ifråga m den stra variatinen av parametervärden mellan lika trafikmiljöer (hastighetsgränser ch ÅDT). Därav följer att separata analyser bör genmföras åtminstne per hastighetsgräns. Vår studie kan jämföras med Klsrud ch Nilssn (1981) ch Linderth (1981) under samma antagande sm van för SPÅR ch IRI avseende kvartiler sm mtsvarar före ch efter åtgärd. För MPD görs följande antagande (MPD ökar efter åtgärd): att 3:e kvartilen mtsvarar förhållande efter beläggningsåtgärd att 1:a kvartilen mtsvarar förhållanden före beläggningsåtgärd. Detta ger för pbu på 90-väg en hastighetsökning av 3,8 km/h att jämföra med referensernas 1,4 km/h. Sammanfattningsvis finns det därmed minimalt i jämförelsen med litteraturen sm uttrycker likhet med vår studie med undantag av vägyteparametrarnas berende av vägmiljö Förslag till frtsatta insatser avseende samband mellan hastighet ch vägyta Vår studie bedöms endast ge trvärdig infrmatin m samband mellan hastighet ch vägyta för vägbredd 8 10 m på 90-väg. Kmplettering söks för resterande vägmiljöer. 84 VTI rapprt 902

87 Befintliga samband i litteraturen är avgränsade till SPÅR ch IRI ch kan ifrågasättas i de fall sm ttalanalyser över flera hastighetsgränser utgör grund. Tyvärr blir då den resulterande bilden att man idag inte är närmre en användbar hastighetsmdell för beläggningsunderhåll jämfört med den uppfattning sm gällde före vår studie dvs. att man hade en mdell för SPÅR ch IRI. För att förbättra kunskapsläget skulle följande insatser kunna vara aktuella: kmpletterande insatser baserade på befintligt upplagt material kmpletterande insatser med övrigt tillgängligt material32 utveckling av sträckbaserade klassindelade funktiner mellan hastighet ch vägyta. Kmpletterande insatser med befintligt upplagt material: sök ytterligare förklaringar till erhållna resultat kmplettera föresträckr till att mfatta en kmplett serie med 100-steg från 100 till m testa flera av de föreslagna funktinsansatserna föresträcka: långa hmgena blck alternativt samtliga blck enligt redvisad analys analysera betydelsen av slvinkel ch nederbörd analysera betydelsen av att inkludera eftersträcka avgränsningar för tid: med alternativt utan tidsavgränsningar trafikflöde: med alternativt utan avgränsning till free flw. Beträffande långa hmgena blck söks primärt jämviktshastigheter inm gruppen raka hrisntaler (förslagsvis abs(lutning)<1 %) för lika värden på SPÅR, IRI ch MPD. Med långt blck menas här att sträckan före TMS-punkten ska utgöras av ett tillräckligt långt hmgent blck för att jämviktshastighet ska kunna nås. Kmpletterande insatser med tillgängligt men inte upplagt material (TMS ch RST): effektivisera sammankpplingen av TMS- ch RST-data mt bakgrund av våra tidigare erfarenheter effektivisera sammankppling av lika data generellt utökade grva kntrller i ett inledande skede inklusive hantering av beläggningsåtgärder mätplatser med meterlgiska statiner inm acceptabelt avstånd hitta en metd för att justera för att TMS-punkternas lägen inte är slumpmässigt utvalda kmplettera med registrering av dv/dt för bedömning av m jämviktshastighet föreligger analysera per: ft, typväg, vägbredd, hastighetsgräns ch siktklass förklaringsvariabler: SPÅR, IRI ch MPD. Utveckling av sträckbaserade klassindelade funktiner kan göras enligt följande alternativ: datrsimulering baserad på uppmätta jämviktshastigheter 32 En förhållandevis enkel insats skulle vara genmföra en kntrll av m väghållningsåtgärder genmförts mellan RST- ch TMS-mätningar i mtrvägsdata. Uppgifter m beläggningsåtgärder användbara för kntrll av mtrvägsdata fanns inte tillgängliga då datamaterialet till föreliggande studie sammanställdes. VTI rapprt

88 utnyttja TMS-data med klassindelning utför restidsmätningar med klassindelning. Genm att basera en analys på långa hmgena blck kan samband mellan jämviktshastighet ch vägmiljövariabler skattas. Sådana samband skiljer sig från sambanden i vår studie genm att anpassningsförlpp inte ingår. Kmpletta körförlpp inklusive anpassningsförlpp kan i ett efterföljande steg beräknas med simuleringsmdeller av den typ sm VETO mtsvarar. Beräkningar med VETO eller liknande prgram utförs enligt följande: lägg upp typiska vägbeskrivningar för siktklass 1 4 på mtsvarande sätt sm vid utveckling av effektsamband till EVA för drivmedelsanvändning, se Carlssn et al. (2008) lägg upp eftersträvad hastighet på rak hrisntell väg per kmbinatin av vägbredd, hastighetsgräns, siktklass, SPÅR, IRI ch MPD genmför simuleringar baserade på punkt ett ch två ch med systematisk variatin av SPÅR, IRI ch MPD (knstanta värden över hela sträckan) beräkna nya samband sm funktin av vägyta baserat på utdata från VETO för klassbildning enligt van. Mtsvarande beräkningar inklusive anpassningssträckr mellan blck med varierande vägytestandard innebär en betydande kmplikatin men kan i princip genmföras sm det enklare alternativet. Sträckhastigheter enbart baserade på mätdata kan antingen grundas på TMS-data eller på restidsmätningar. Alternativet restidsmätningar kräver nya mätningar med samma klassindelning sm för utnyttjande av befintligt material. För varje sådan klass krävs sannlikt mätningar på minst ni sträckr med största möjliga variatin av SPÅR, IRI ch MPD. Ett alternativ skulle kunna vara att för en ch samma sträcka utföra upprepade restidsmätningar där vägytan förändras mellan mättillfällena. Tiden mellan två mätningar kan uppskattas behöva vara minst ett år. Den tekniska frdnsutvecklingens kan förväntas ha betydelse för vägyteeffekten. Det handlar både m förekmst av farthållare inklusive autnma frdn ch av frdnsutveckling i övrigt. Detta talar för ett frtlöpande behv av att ajurhålla sambanden mellan hastighet ch vägyta. Beträffande farthållare finns två förhållanden av betydelse: förekmst ch användning. Förekmst av farthållare ökar med tiden. Farthållarna kan dessutm vidareutvecklas med tiden i riktning mt allt större intelligens. Andelen körning med farthållare kan förväntas öka med ökande linjeföringsstandard dvs. högre andel kan förväntas för 90 än för 70 km/h. Detta skulle då kunna bidra till att vägyteeffekterna på hastighet för 90-väg blir mindre än de annars skulle ha varit. Det finns i nuläget intelligenta farthållare sm beaktar vägens linjeföring. Eftersm uppgifter m vägytestandard finns tillgängliga i dataregister kan man förvänta att ckså denna infrmatin kmmer att utnyttjas för att reglera frdnens hastighet. Det är skillnad i inställning av hastighetsregulatr mellan tung lastbil ch buss. 33 Vad sm betecknats med lbu ch lbs mfattar både tunga lastbilar ch bussar. Både sm följd av skillnaden i inställning av hastighetsregulatrn ch sm följd av skillnader i frdnsegenskaper i övrigt kan man förvänta 33 Enligt (Transprtstyrelsen, 2009) gäller följande: För lastbil ska hastighetsregulatrn vara inställd så att lastbilen inte kan framföras med högre hastighet än 90 km/h. För buss i kategri M3 med en ttalvikt över kg, ch sm tagits i bruk före den 1 januari 2005, får hastighetsregulatrn dck vara inställd på högst 100 km/h. 86 VTI rapprt 902

89 skillnader i sambanden mellan hastighet ch vägyta. Till detta kmmer ckså skillnader i restidvärdering mellan frdnstyperna. Detta skulle kunna tala för att åtminstne i någt sammanhang undersöka skillnaden i hastighetssamband mellan tunga lastbilar ch bussar. Det är naturligtvis viktigt att använda samma metd för att beskriva vägytans tillstånd vid tillämpning i effektmdeller sm vid utveckling av vägyterelaterade effektsamband. I detta ligger bl. a följande: mät- ch beräkningsmetder för de lika vägytemåtten vägyteexpnering. Det förekmmer att mätmetderna förändras med tiden vilket bl.a. framgår ur Ihs ch Velin (2002). I denna studie har expnering för IRI ch MPD beskrivits baserat på mätdata från två respektive tre mätspår. Vi har bildat medelvärden av tillgängliga spårdata dvs. två för IRI ch två för MPD. Om de i studien framtagna sambanden ska tillämpas bör vägytemåtten beskrivas på samma sätt sm i vår studie. Det är inte säkert att vårat sätt att beskriva expnering är det bästa alternativet med avseende på representativ expnering utifrån tillgängliga data. Speciellt kan man ifrågasätta vald metd för lbu ch lbs ifråga m att beskriva vad hjulen på höger sida expneras för. Det skulle kunna vara så att man får större representativitet för tunga frdn ttalt av att enbart välja vänsterspåren jämfört med vald metd. Detta ska då vägas mt att man då sannlikt skulle få lika expneringsmått för tunga ch lätta frdn, vilket skulle kunna öka risken för fel vid tillämpning. Expneringsprblematiken talar för en mera systematisk kartläggning av laterala psitiner av hjul på lika frdnstyper än hittills. Mt bakgrund av den stra betydelsen av TMS-data för lika planeringsmdeller brde det kunna vara rimligt att mdellutvecklare ges möjlighet att få lämna synpunkter på mätprgram för TMS-data. VTI rapprt

90 7. Slutsatser Följande slutsatser har dragits baserade på det genmförda prjektarbetet: TMS-data uppfyller inte krav på slumpmässig placering av mätplatser relativt vägens linjeföring. Kntrllen av m beläggningsåtgärder utförts mellan RST- ch TMS- mätning skulle kunnat ha gjrts mera mfattande. Speciellt för tunga frdn finns risk för att den vägyta trafiken expnerats för kan avvika mer än marginellt från uppmätta RST-data. Vägytan påverkar hastighet på två sätt: fysikaliskt via rullmtstånd ch genm körbeteende Hastighetseffekten av vägytans tillstånd kmmer till uttryck genm förändrade jämviktshastigheter (dv/dt=0) ch anpassningsförlpp (dv/dt 0). Den prcess sm leder fram till hastighet i en punkt är kmplicerad ch kräver nrmalt tillgång till avancerade datrmdeller för tillfredställande precisin. De stra skillnaderna i parameterskattningar för vägytevariabler mellan lika vägmiljöer talar för att man vid analyser av vägyteeffekter bör betrakta dessa sm berende av vägmiljö inklusive hastighetsgräns till skillnad från flera referenser. Inm gruppen av vägytevariabler på 90-väg (medianförhållanden på mätplatserna) har för pbu IRI störst effekt, därefter MPD ch slutligen SPÅR. Samma förhållande gäller för de ickesignifikanta lbs-värdena. Både för pbu ch lbs ch på 70- ch 90-väg (medianförhållanden på mätplatserna) gäller att vägytan har större effekt på den resulterande hastigheten än linjeföringen. Kunskapsbristen m samband mellan hastighet ch vägyta bedöms efter denna studie vara frtsatt str bl.a. sm följd av ifrågasättande av tidigare studier inm mrådet. Det finns ett frtsatt strt kunskapsbehv vilket skulle kunna tillgdses enligt förslag i avsnitt 6.9 till frtsatta frskningsinsatser. 88 VTI rapprt 902

91 Referenser Anund A: Vägytans inverkan på frdnshastigheter. VTI meddelande 680. Statens väg- ch trafikinstitut. Linköping Arnberg P W, Burke M W, Magnussn G, Oberhltzer R, Råhs K & Sjögren L: The Laser RST: Current status Björketun, U. Linjeföringsmått med VDB respektive PMS-data. VTI ntat Linköping Brdin, A., Carlssn, A. and Blling, A. The VTI traffic simulatin mdel. VTI Meddelande 321 A. Linköping Carlssn A: HDM-IV. Några synpunkter på mdell för hastighet. PM Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Carlssn, A., Hammarström, U. ch Karlssn, B. Frdnskstnader för vägplanering. PM Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Fredrikssn R: Hastighetens berende av vägens jämnhet, vägbredd ch väglag. Vägverket Prduktin, Brlänge Gustafssn, M., Lundberg, T. ch Andrén, P. Prgnsmdeller för tillståndsmått i Trafikverkets Pavement Management System makrtextur, MPD. VTI rapprt 765. Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Hammarström, U. ch Karlssn, B. VETO ett datrprgram för beräkning av transprtkstnader sm funktin av vägstandard. VTI meddelande 501. Statens väg- ch trafikinstitut. Linköping Hammarström, U. PMS-frdnskstnader. VTI ntat Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Hammarström, U. ch Karlssn, R. Körförlppsmätningar i krsningar metdutveckling ch mätresultat. Kncept till VTI rapprt. Linköping Hammarström, U., Erikssn, J., Karlssn, R. ch Yahya, M.-R. Mdeller för rullmtstånd ch bränsleförbrukning samt energisparptential sm följd av ändrade vägyteförhållanden. VTI rapprt 748A. Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Hammarström, U., Göranssn, N.-G. and Yahya, M.-R. Rad deteriratin mdels. ECRPD. Linköping Ihs, A. ch Velin, H. Vägytans inverkan på frdnshastigheter. VTI ntat Statens vägch transprtfrskningsinstitut Klsrud B & Nilssn G K: Samband mellan vägyta ch reshastighet. Etapp 2. Jämförelse mellan ytbehandling ch massabeläggning. VTI Meddelande 277. Statens väg- ch trafikinstitut. Linköping Linderth U: Samband mellan vägyta ch reshastighet. Etapp 1. Beläggningsunderhåll på hårt slitna vägar. VTI meddelande 273. Statens väg- ch trafikinstitut. Linköping Lindqvist, T. Measured data fr driving behaviur in hrizntal curve driving pattern and driving track. VTI ntat T93. VTI. Linköping Lundberg T: Jämnhetsvariatin hs smmar- ch vintervägar. VTI ntat Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping VTI rapprt

92 Lundberg, T. and Sjögren, L. The influence f lateral psitin when measuring rad surface characteristic data. VTI ntat 20A Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Nilssn, G., N. Persnbilars hastighet sm funktin av variabler sm beskriver resan, frdnet ch bilägaren. VTI meddelande 589. Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut Olstam, J., Carlssn, A. ch Yahya, M.-R. Hastighetsflödessamband för svenska typvägar. Förslag till reviderade samband baserat på TMS-mätningar från VTI rapprt 784. Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Trafikverket. Hastighetsundersökningen Resultatrapprt. Rapprt 2013:002. Utgiven Trafikverket. Underhållsstandard belagd väg Publikatinsnummer: 2012:074. ISBN: Trafikverket. Kntaktpersn: Mats Wendel/Kenneth Natanaelssn Transprtstyrelsen. Transprtstyrelsens föreskrifter m ackreditering av kntrllrgan samt kntrll av hastighetsregulatr; TSFS 2009:18. Utkm från trycket den 21 april Vadeby, A., Yahya, M.-R. ch Carlssn, A.. Analys av hastighetsdata från TMS-systemet. PM Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut. Linköping Vägverket: Effektberäkning av VägAnalyser (EVA ). Användarhandledning. Versin 2.1. Vägverket. Brlänge Vägverket. Effektsamband 2000, Publikatin 2001:79, Vägverket, Brlänge Vägverket. Nybyggnad ch Förbättring - Effektkatalg, Effektsamband för Vägtransprtsystemet. Publikatin 2009:151. Brlänge: Vägverket. 2009a Vägverket. VVMB 122 Vägytemätning med mätbil; bjektmätning. Publikatin 2009: b. Världsbanken. HDM-4 Pre-release Versin, This versin has later been subject t amendment by the ISOHDM Sectreteriat prir t the final release VTI rapprt 902

93 Bilaga 1 Hastighetens variatin med tid 34 Hastighetsgräns 70 km/h Tabell 1 Medelhastighet per frdnstyp ch månad. 70 km/h. F-typ Månad jan feb mar apr maj jun jul aug sep kt nv dec tt pbu 73,7 76,5 77,7 79,2 73,3 71,4 76,9 73,8 77,4 73,6 74,1 76,9 75,0 pbs 74,5 76,6 77,4 77,9 73,2 72,4 75,9 73,1 77,1 73,6 74,5 77,3 74,7 lbu 69,8 73,2 71,2 73,6 70,7 69,6 73,1 71,9 74,6 72,1 72,0 72,4 72,0 lbs 70,0 72,6 71,7 71,3 71,6 71,4 73,5 73,3 75,6 71,3 71,6 76,8 72,3 Tabell 2 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under vardagar (M-Fr). Hastighetsbegränsning 70 km/h. F-typ Måndag-Fredag \ Timme Ttal F16 pbu 80,4 75,2 73,9 74,8 75,7 74,8 F17 pbs 79,1 75,4 73,7 74,9 75,7 74,6 F19 lbu 71,4 72,0 72,3 72,5 71,1 72,1 F20+21 lbs 74,2 71,8 72,0 72,2 73,0 72,3 Tabell 3 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under veckslut (L-S). Hastighetsbegränsning 70 km/h. F-typ Lördag & Söndag \ Timme Ttal F16 pbu 79,8 78,8 74,1 75,3 76,3 75,2 F17 pbs 78,4 77,9 73,9 75,3 76,3 74,9 F19 lbu 74,7 73,0 71,1 71,9 70,3 71,6 F20+21 lbs 75,6 74,1 71,7 70,8 72,5 72,2 34 I dessa data ingår hastighetsmätningar sm inte uppfyller kravet på att det ska finnas RST-mätningar från samma år. VTI rapprt

94 Hastighetsgräns 90 km/h Tabell 4 Medelhastighet per frdnstyp ch månad. 90 km/h. F-typ Månad jan feb mar apr maj jun jul aug sep kt nv dec tt pbu 89,0 92,5 92,6 96,4 93,4 96,2 92,0 95,0 93,4 91,7 91,4 89,9 93,4 pbs 83,5 84,0 81,9 86,9 84,0 86,7 82,6 86,2 85,2 83,5 82,4 94,2 84,8 lbu 83,0 84,5 84,5 86,5 83,5 86,2 85,1 87,3 85,9 81,4 84,4 83,9 85,0 lbs 82,3 83,2 83,8 84,7 82,7 84,2 83,0 83,7 84,1 83,3 82,9 83,1 83,5 Tabell 5 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under vardagar (M-Fr). Hastighetsbegränsning 90 km/h. F-typ Måndag-Fredag \ Timme Ttal F16 pbu 94,3 94,4 92,1 94,2 92,9 93,2 F17 pbs 87,4 84,4 82,6 85,5 84,0 84,0 F19 lbu 84,5 84,1 84,1 86,4 85,8 84,6 F2021 lbs 83,1 82,9 83,5 83,8 83,6 83,4 Tabell 6 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under veckslut (L-S). Hastighetsbegränsning 90 km/h. F-typ Lördag & Söndag \ Timme Ttal F16 pbu 93,6 94,6 93,6 94,6 93,0 93,7 F17 pbs 88,0 86,7 84,1 86,2 86,8 85,9 F19 lbu 85,7 85,2 86,0 89,7 88,7 87,0 F2021 lbs 82,7 82,9 84,9 84,3 84,7 84,1 92 VTI rapprt 902

95 MV 110 km/h Tabell 7 Medelhastighet per frdnstyp ch månad. MV 110 km/h. F- typ Månad jan feb mar apr maj jun jul aug sep kt nv dec tt pbu 108,9 109,9 110,6 111,3 113,0 109,3 113,0 110,7 105,9 99,4 95,0 111,3 pbs 91,7 92,1 90,6 91,4 92,2 89,0 90,3 87,7 88,1 85,2 84,7 90,4 lbu 90,8 89,6 90,3 89,6 90,0 88,8 91,5 88,8 89,0 86,5 84,1 90,3 lbs 86,0 85,9 85,3 85,6 84,8 85,0 86,0 83,2 84,8 83,2 82,6 85,5 Tabell 8 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under vardagar (M-Fr). MV 110 km/h. F-typ Måndag-Fredag \ Timme Ttal F16 pbu 111,8 111,8 110,5 110,1 111,5 110,9 F17 pbs 91,8 92,1 89,5 90,2 90,9 90,3 F19 lbu 89,2 88,2 89,0 90,2 91,1 89,4 F2021 lbs 85,7 85,0 85,4 85,3 85,6 85,4 Tabell 9 Medelhastighet per frdnstyp ch tid på dygnet under veckslut (L-S). MV 110 km/h. F-typ Lördag & Söndag \ Timme Ttal F16 pbu 111,3 113,2 111,6 112,2 112,8 112,1 F17 pbs 91,2 91,6 89,7 90,9 91,9 90,6 F19 lbu 91,8 90,1 93,2 93,4 93,6 92,9 F20+21 lbs 86,1 85,4 86,1 85,8 86,0 86,0 VTI rapprt

96 94 VTI rapprt 902

97 Bilaga 2 Steg vid kppling av RSTdata till hastighetsmätningar (MF_NR) 1) Selektin av RSTdata för en regin (Mhammad). 2) Selektin av MF_NR i den aktuella reginen (Excel). Ett MF_NR (mätfilsnummer) innebär en bestämd punkt där mätningen gjrts ch dessutm ett bestämt datum. 3) Ytterligare selektin av RSTdata: (SAS) Bara BELELEM=10 (höger körfält) Bara rstdatum 2005 (krdinater saknas för tidigare data) Kvarvarande RSTdata srteras efter: VAGNR rstdatum LROLL SIDA LOPA SEKTA RSTSEKTA 4) För varje grupp av srterade pster skapas underlag för GIS sm räta linjer mellan succesiva psters startpunkter (krdinatuppgiften gäller dessa). 5) För alla MF_NR bestäms avståndet till alla RST-pster inm 50 meter (GIS). 6) För varje MF_NR bestäms 4 RST-mätningar, dels för SIDA=H ch dels för SIDA=V, dessutm ett rstdatum före ch ett efter datum för hastighets mätningen (BETRAKTELSEDATUM). RSTdata klassas sm efter m rstdatum=betraktelsedatum. Endast i undantagsfall kan 4 RST-mätningar kpplas till ett MF_NR. För ett valt rstdatum identifieras den RSTpst sm har det minsta avståndet till punkten MF_NR. Vid srteringen i punkt 3) van ges RSTpsterna ett löpnummer sm anger srteringsrdningen. Det här görs i Excel. 7) Mätriktning För varje MF_NR finns ett avsnitt sm definieras genm en krdinatsatt startpunkt ch en ändpunkt. För MF_NR finns en variabel avsn_sida med värdet 1 eller 2. avsn_sida=1 innebär att hastighetsmätningens r1 är i avsnittets riktning avsn_sida=2 innebär att hastighetsmätningens r2 är i avsnittets riktning För avsn_sida=2 kastas avsnittets ändpunkter m varefter avsnittets riktning alltid avser hastighetsmätningens r1. På samma sätt sm alternativa RST-pster inm 50 meter bestämts för hastighetsmätpunkten MF_NR bestäms ckså RST-pster för hastighetsavsnittets ändpunkter (efter ev. mkastning). (Hastighetsavsnittet kan vara alltför långt för att ändpunkterna ska kunna kpplas till RSTdata i den mätning sm kpplats till MF_NR. Därför krtas hastighetsavsnittet till en del sm frtfarande har sina ändpunkter på var sin sida m MF_NR men väsentligt närmare denna. Den räta linjens lutning är förändrad.) 8) Sedan även hastighetsavsnittets ändpunkter kpplats till samma RST-mätning sm MF_NR finns från RSTdata 3 kpplade pster var ch en med sitt Pstnr; Pstnr_start Pstnr_MF_NR Pstnr_slut. Om sekvensen av Pstnr är stigande har RSTdata mätts i den riktning sm är hastighetsmätningens r1, annars i r2-riktningen. 9) För MF_NR bestäms en sekvens av 101 Pstnr där nr 51 är Pstnr_MF_NR, dvs. den RSTpst sm har minsta avståndet till MF_NR. De 50 psterna före svarar mt hastighetsmätningens r1 eller r2 berende på sekvensrdningen enligt föregående stycke. De 50 psterna efter svarar mt den andra riktningen. 10) I SAS görs tre kntrller samtidigt sm de 101 psterna srteras fram. Vid nytt LOPA krävs att SEKTA=föregående psts SEKTB eller att LOPA= SEKTA + föregående psts SEKTB VTI rapprt

98 Vid förändrat LOPA krävs att RSTSEKTA= föregående psts RSTSEKTB För varje RST-pst kntrlleras startpunktens fågelvägsavstånd till hastighetsmätpunkten MF_NR. Eftersm 50 pster identifieras före resp. efter MF_NR ch varje RSTpst är max 20 meter bör inget beräknat avstånd vara större än 1 km. För regin 82 sattes gränsen till 1200 meter vilket gav RST-pster sm hade ett större avstånd till MF_NR fördelat på 471 lika kpplingar av MF_NR ch RST-mätning. 11) I det underlag sm skapas för beräkning av aggregerade RST-mått för max 50 pster flaggas de tre typerna av kntrller. Srteringen görs så att först kmmer en rad med MF_NR ch den kpplade RST-psten ch därefter övriga 50 pster. På den första raden anges hur många RST-pster sm ska tas med vid beräkningen av RST-mått. Utgångsläget är att pster tas med till raden före den första pst där någn av de tre kntrllerna inte gett gdkänt. För varje MF_NR ch kpplad RST-mätning görs dessutm en kntrll av att OID är detsamma, dvs. att OID sm enligt hastighetsdata gäller för MF_NR (den punkt där hastighetsmätningen gjrts) är detsamma sm för den RST-pst mt vilken MF_NR kpplats. För regin 82 förekmmer 9 fall där OID avviker. För dessa fall gäller 3 lika kpplingsavstånd, nämligen 0,1, 1,6 ch 2,9 meter. En andra OID-kntrll gäller längderna. RSTLGD summeras för alla pster i RST-mätningen. Från TRV har en separat fil erhållits med längd för varje OID i vägnätet Några OID förekmmer flera gånger i den filen men alltid med samma längd. Kvten mellan längduppgifterna från RST-mätningen respektive från TRV beräknas. Större avvikelser från värdet 1 bör granskas. Stra värden tyder på att RST-data dubblerats i källan till punkt 1). 96 VTI rapprt 902

99 Bilaga 3 Översikt av analysfilens datainnehåll Hastighetsdata Tabell 1 Hastighetsfördelning för pbu16 per hastighetsgräns Hastighetsgräns Värde Min, 61,7 70,6 1st Qu 73,3 90,6 Median 76,5 93,6 Mean: 76,8 93,5 3rd Qu, 80,7 96,1 Max, 88,5 107,7 Tabell 2 Hastighetsfördelning för pbs per hastighetsgräns Hastighetsgräns Värde Min, 51,5 56,5 1st Qu 65,8 80,0 Median 72,0 85,0 Mean: 71,8 84,7 3rd Qu, 76,9 89,3 Max, 99,7 115,2 Tabell 3 Hastighetsfördelning för lbu per hastighetsgräns Hastighetsgräns Värde Min, 46,08 66,6 1st Qu 66,6 82,35 Median 72,36 86,07 Mean: 72,41 85,53 3rd Qu, 79,2 89,69 Max, 90 95,76 VTI rapprt

100 Tabell 4 Hastighetsfördelning för lbs per hastighetsgräns Hastighetsgräns Värde Min, 48,2 55,6 1st Qu 67,4 81,9 Median 70,2 84,4 Mean: 71,6 84,5 3rd Qu, 76,9 87,2 Max, 88,6 95,0 Linjeföringsdata Tabell 5 Fördelning av linjeföringsdata för vägar med 70 km/h Värde Föresträcka 100 m 400 m 500 m 1000 m ADC Min. : 3,4 7,2 11,0 11,5 1st Qu.: 24,1 50,4 43,9 46,9 Median : 43,5 59,3 60,3 66,4 Mean : 71,5 66,5 61,4 68,5 3rd Qu.: 140,9 89,7 81,5 83,1 Max. : 184,5 150,6 140,2 134,2 RF Min. : 1,4 2,2 2,0 3,2 1st Qu.: 10,8 9,9 10,2 10,9 Median : 24,4 24,5 22,2 17,2 Mean : 25,3 23,4 22,4 21,8 3rd Qu.: 42,6 38,4 37,4 34,1 Max. : 54,2 42,1 41,6 35,8 98 VTI rapprt 902

101 Tabell 6 Fördelning av vägytedata för vägar med 70 km/h Värde Föresträcka 100 m 400 m 500 m 1000 m MPD Min. : 0,4 0,4 0,4 0,5 1st Qu.: 0,6 0,6 0,6 0,6 Median : 0,7 0,7 0,7 0,7 Mean : 0,8 0,8 0,8 0,7 3rd Qu.: 0,8 1,0 0,9 0,8 Max. : 1,7 1,7 1,6 1,6 SPÅR Min. : 3,6 3,5 3,5 2,8 1st Qu.: 7,5 7,7 8,5 8,0 Median : 10,0 9,6 8,9 9,0 Mean : 9,8 9,1 9,3 8,9 3rd Qu.: 11,0 11,3 11,4 9,8 Max. : 14,0 12,6 13,0 11,4 IRI Min. : 0,8 0,8 0,8 0,9 1st Qu.: 1,7 1,6 1,6 1,7 Median : 2,0 1,9 2,0 1,9 Mean : 2,0 2,0 2,0 2,0 3rd Qu.: 2,5 2,3 2,4 2,2 Max. : 2,6 2,8 2,7 2,8 VTI rapprt

102 Tabell 7 Fördelning av linjeföringsdata för vägar med 90 km/h Värde Föresträcka 100 m 400 m 500 m 1000 m ADC Min. : 1,1 4,3 4,8 4,2 1st Qu.: 5,7 8,3 8,2 10,8 Median : 6,9 9,3 11,9 11,8 Mean : 9,4 12,0 13,1 14,4 3rd Qu.: 11,5 12,6 15,1 19,7 Max. : 25,2 44,7 46,1 37,3 RF Min. : 2,2 2,2 2,2 4,0 1st Qu.: 6,4 5,5 5,7 7,3 Median : 8,4 8,4 7,8 8,7 Mean : 8,8 10,9 11,1 12,0 3rd Qu.: 10,4 14,5 16,0 11,5 Max. : 40,0 34,4 30,5 29,4 100 VTI rapprt 902

103 Vägytedata Tabell 8 Fördelning av vägytedata för vägar med 90 km/h Värde Föresträcka 100 m 400 m 500 m 1000 m MPD Min. : 0,5 0,4 0,4 0,4 1st Qu.: 0,5 0,6 0,6 0,5 Median : 0,7 0,7 0,7 0,6 Mean : 0,7 0,7 0,7 0,7 3rd Qu.: 0,8 0,8 0,8 0,8 Max. : 2,1 1,9 1,9 1,8 SPÅR Min. : 2,6 2,6 2,6 2,5 1st Qu.: 4,3 3,9 4,1 4,1 Median : 4,6 4,5 4,5 4,7 Mean : 6,6 6,6 6,7 6,3 3rd Qu.: 10,3 10,3 10,0 8,7 Max. : 11,0 14,7 14,3 12,2 IRI Min. : 0,6 0,6 0,6 0,7 1st Qu.: 1,2 1,1 1,1 1,1 Median : 2,2 2,0 1,9 1,8 Mean : 1,9 1,6 1,6 1,6 3rd Qu.: 2,4 2,1 2,1 2,1 Max. : 2,9 2,3 2,2 2,2 VTI rapprt

104 102 VTI rapprt 902

105 Bilaga 4 Översättning mellan siktklass ch kmbinatiner av ADC ch RF Tabell 1 Översättning mellan lika linjeföringsmått.* ADC RF (m/km) (rad/km) > > *Översättning enligt A. Carlssn VTI redvisad i (Hammarström eet al al., 2012) VTI rapprt

106 VTI, Statens väg- ch transprtfrskningsinstitut, är ett berende ch internatinellt framstående frskningsinstitut inm transprtsektrn. Huvuduppgiften är att bedriva frskning ch utveckling kring infrastruktur, trafik ch transprter. Kvalitetssystemet ch miljöledningssystemet är ISO-certifierat enligt ISO 9001 respektive Vissa prvningsmetder är dessutm ackrediterade av Swedac. VTI har mkring 200 medarbetare ch finns i Linköping (huvudkntr), Stckhlm, Götebrg, Brlänge ch Lund. The Swedish Natinal Rad and Transprt Research Institute (VTI), is an independent and internatinally prminent research institute in the transprt sectr. Its principal task is t cnduct research and develpment related t infrastructure, traffic and transprt. The institute hlds the quality management systems certificate ISO 9001 and the envirnmental management systems certificate ISO Sme f its test methds are als certified by Swedac. VTI has abut 200 emplyees and is lcated in Linköping (head ffice), Stckhlm, Gthenburg, Brlänge and Lund. HEAD OFFICE LINKÖPING SE LINKÖPING PHONE +46 (0) STOCKHOLM Bx SE STOCKHOLM PHONE +46 (0) GOTHENBURG Bx 8072 SE GOTHENBURG PHONE +46 (0) BORLÄNGE Bx 920 SE BORLÄNGE PHONE +46 (0) LUND Medicn Village AB SE LUND PHONE +46 (0)