Vägslitage; orsaker och kostnader Johan Granlund, HGAB
Johan Granlund Civilingenjör V. ABECE behörighet sedan -91. YKB godstransport. 17 år vid Vägverket. 18 år som konsult & vägteknikchef. Från 2019 i familjeföretaget Helgums Grus AB. Ahvenisto Race Track Rådgivare till Statens Haverikommission, Trafikverket, Transportstyrelsen, Sveriges Åkeriföretag, Sveriges Motorcyklister, m.fl. Produktionschef Testförare Krönikör Föreläsare Styrelsen Kongressen Förbundsstyrelsen
Utredning om vägslitage från tunga lastbilsekipage Uppdragsgivare: Utförare: Johan Granlund & Johan Lang Syfte: Öka förståelsen för orsaker till vägslitage. Mål: Klokare samhällsekonomisk bedömning. Utredning baserad på vetenskaplig metodik och praktiska insikter. Rapport: https://www.akeri.se/sites/default/files/2018-10/förkortad%20väglivslängd%20-%20orsaker%20och%20kostnader%2c%20rev%202017-06-28.pdf
Upplägg Från vägslitage till beläggningens ålder samt förkortad väglivslängd. Förkortad väglivslängd p.g.a. trafiklast. Förkortad väglivslängd p.g.a. andra faktorer. Bruttovikter upp till 600 ton har inte skadat vägbanan. Fjärdepotensregeln anpassad för axel- och däckkonfiguration. Referenskostnad för vägunderhåll: 0.11 kr/esal10*km. Typisk lastbil med 1.3 standardaxlar vållar vägslitage för 1.43 kr/mil. Resultat för 11 fordonskombinationer: 74-ton ekipage på välbyggd väg ger lägst vägslitagekostnad per ton*km. Vägslitaget vid fjärrtransport halveras om 40 tons EU-semitrailer bakom tvåaxlad dragbil byts mot 60-74 tons modulekipage. Axelgrupper minskar vägslitaget, men bara på rejält dimensionerade vägkonstruktioner.
Från vägslitage till förkortad väglivslängd En väg som inte trafikeras är värdelös. Det är trafiknyttor som motiverar vägens existens. Vägen ska vara rätt dimensionerad, byggd och underhållen så att den inte slits onormalt snabbt av trafik och klimatpåkänningar. Vägslitage kan därmed ersättas med två mer relevanta begrepp: Vägbeläggningens ålder. Förkortad väglivslängd. Åldern är direkt proportionell mot normalt vägslitage. Fokus ska rimligtvis vara förebyggande av att vägbeläggningar behöver förnyas tidigare än normalt. Detta leder till nyckelbegreppet förkortad väglivslängd. Påstående: -De flesta orsaker till förkortad väglivslängd beror inte av trafiklast!
Mekanismer som påverkar asfaltunderhållets intervall A. Trafikberoende: Spårformad avnötning från dubbade vinterdäck på personbilar. Permanenta deformationsspår. Sprickbildning i hjulspåren; utmattning av gammal asfalt. B. Inte beroende av trafik: Underdimensionerad vägkonstruktion & fel valt vägmaterial. Byggfel av vägentreprenören. Felaktigt utfört underhåll av vägbeläggningen, ex. hoppat över planfräsning & förjustering. Beläggningens bindemedel "åldrat" på grund av oxidation och ultraviolett ljus från solen. Bindemedlet har blivit sprött, spricker och tappar sten. Minskad bärighet på grund av otillräcklig dränering; tilltäppta diken osv. Guppiga deformationer på grund av tjäle eller sättningar i lös undergrund. Tjälsprickor. Sprickor på grund av sättningar i lös undergrund. C. Samverkan mellan A & B. Observera: De flesta vägslitage-mekanismer beror inte av trafiklast.
Vanligaste orsak till förkortad livslängd: Slarv vid tillverkning, lagring, transport och utläggning leder till ett försvagat område mellan varje lastbilslass med asfaltmassa. Asfaltens livslängd förkortas från 20 år, ned till i värsta fall bara några enstaka år. -Separation mellan asfaltlass. Vägslitage inte orsakat av fordon. Förkortad väglivslängd inbyggd redan från start. Ska någon annan än vägentreprenören betala för slarvet?
Vägslitage orsakat av bristande tjälsäkring Foto: J. Granlund
Foto: O. Thelberg Vägslitage på grund av olämpligt vägunderhåll Foto: J. Granlund Vägkanten knäcktes, sedan vägrenen med dess sidostöd vårdslöst grävts bort vid fel utförd dikesrensning. Asfalt löses upp fläckvis, sedan halkbekämpning med vintersand ersatts med vägsalt. Saltet skapar högt osmotiskt tryck i porösa asfaltlappar under vägytan. Dåligt packad justering av gamla deformationer förstörs av vägsaltet. Jfr E4 HögaKusten 1997-2001.
Nötning från dubbade vinterdäck på personbilar Nötningsspår med spårvidd 1.56 m = personbilars spårvidd. Nötning kan förebyggas genom att tillverka slitlager av dubbtålig asfalt med ballast av bergarten porfyr som har lika hög ritshårdhet som stål. Obs: Dubbade vinterdäck på personbilar minskar olycksrisken även för lastbilar, genom retexturering av blanka ytor, dvs polerad eller blödande asfalt. 31 mm spårdjup på E4 vid Docksta, sommaren 2018.
Bruttovikt [ton] för tunga fordon > 3.5 ton Källa: Trafikverket, NVF 2016-01-21 Trafikverkets data från bruttoviktmätning med WIM-teknik: Lastbilar kör sällan i omkörningsfältet Försumbart med tunga fordon i vänster körfält K2 = omkörningsfältet. Omkörningsfält och vägren är främst för personbilisters behov. På normal motorväg med 2+2 körfält, trafikerar och sliter lastbilar på mindre än halva vägbanan. -Bör bilister betala för vägslitage på större andel av vägbredden?
Tunga lastbilar sliter på 1/3 av motorvägens bredd Typsektion för svensk motorväg, enligt Trafikverkets anvisning för Vägars och Gators Utformning (VGU). Beprövad normalsektion för motorväg, enligt svenska BYA84 byggnadsteknisk anvisning, anno 1984. Det ordinarie körfältet - där de tunga lastbilarna kör - har tjockare bärlager av asfaltbundet grus (AG) än omkörningsfältet.
Gränser för vägslitage är satta för bilisters komfort Tung lastbilstrafik är koncentrerad till högtrafikerade vägar. I Sverige sker 1/3 av lastbilstrafiken på välbyggda motorvägar, där lastbilarna trafikerar 1/3 av vägbredden. På dessa vägar är spårslitage från dubbade personbilsdäck den vanligaste trafikrelaterade orsaken till underhållsasfaltering! Gränsvärden för spårdjup är satta med hänsyn till bilisters känsla av säkerhet och komfort. Gränsvärdena för spår på högtrafikerade vägar är 13-18 mm, beroende på hastighetsgräns. Från lastbilstrafikens synvinkel, är det inte behov av renovering av asfalt vid ca 15 mm spårdjup. -Vad är rättvis fördelning av kostnader för vägslitage mellan bilar och tunga lastbilar?
Supertunga transporter redan på 1950-talet Foto: Kraftdragarna Under vattenkraftens utbyggnad kördes 180 tons transformatorer på Vattenfalls vagn, vilken drogs/sköts av tre fordon. Lastförmåga 200 t, tjänstevikt 80 t, fördelat på 16 axlar & 64 hjul. Lågt tryck mellan däck & väg! Transporterna på asfalt, grusväg och över svag myrmark. Transporterna gick bra. Inga bestående deformationer eller sprickor registrerades hos vägarna, se Odemark (1956). Trafikverket har låtit laserskanna vägbanan före och efter supertunga dispenstransporter, ex.vis 600 ton från Horndal till Hedesunda. Lasermätning kunde inte registrera vägslitage från transporter med upp till 600 ton bruttovikt på normalt byggda vägar. Lågt tryck mellan däck & väg!
AASHO-försöken 1958-1960 6 provbanor; många vägkonstruktioner. 25 mm till 354 mm ekvivalent asfalt (10 mm asfalt = 30 mm grus). Medel 178 mm e.a., ungefär 80 mm asfalt på 300 mm krossgrus. 170 mm e.a. är tunnaste vägkropp hos vägar byggda för BK1. Provytorna lagades när de blev sönderkörda. All lagning i mars-maj: Vägens hållbarhet begränsas av tjäle & frys-/töcykler. En av provbanorna var helt otrafikerad De trafikerade banorna nådde full bärighet snabbare efter tjällossning, samt sviktade mindre än otrafikerade provbanan. Vägkroppens bärighet mår sämre av att inte trafikeras, än av att faktiskt användas.
AASHO-försöken gav fjärdepotensregeln Vår utredning utgår från en version av fjärdepotensregeln som fastställts av danska Vejdirektoratet. Denna version beaktar utöver axellaster även axel- och däckkonfigurationers inverkan på vägslitaget. ESAL 10 = Antal 10 tons standardaxlar för fordonet, i aktuellt hjulspår. P ij = Last [ton] per hjul på axel nr ij. n = antal axelgrupper hos ekipaget. m i = antal axlar i axelgrupp nr i. A i är en faktor som tar hänsyn till både antal axlar i axelgrupp nr i och avståndet mellan axlarna inom axelgruppen. B ij är en faktor som beaktar däckkonfigurationen på axel nr ij. C i är en faktor som beaktar typen av fjädringssystem hos axelgrupp nr i. D ij är en faktor som beaktar lufttrycket i däcken på axel nr ij.
Kilometerskatt är inte vägslitageavgift Trafikverkets årsrapport, genomfört vägunderhåll 2015 Delvis trafiklastberoende kostnadsposter: Underhåll belagd väg 3.42 Mdr. Underhåll grusvägar 0.35 Mdr. Åtgärdande av skador 0.27 Mdr. Avgår dubbdäcksslitage 0.40 Mdr. Netto: 3.64 Mdr/år Vägd andel tidsberoende kostnader (klimat, dränering mm) enligt Vägverket (2000): 75 %. Vägslitage från tung trafik därmed max 0.91 Mdr. Föreslagen vägslitageavgift: 14 kr/mil => 4 Mdr/år. Enligt definition är avgift = självkostnad. Avgift 4 Mdr >> verklig kostnad 0.91 Mdr. Slutsats: 14 kr/mil är en finansiell beskattning, inte en vägslitageavgift.
Referenskostnad för vägunderhåll: 0.11 kr/esal 10 *km Data från Trafikverket ger referenskostnad för vägunderhåll p.g.a. lastbilar: Vägslitage från tung trafik på statliga vägar kostade år 2015 max 0.91 Mdr. Tunga fordon medför vägslitage motsvarande 1.3 st tiotons standardaxlar. Tunga lastbilar > 3.5 ton utför ett trafikarbete på ca 6.5 miljarder fordonskilometer på statliga vägar (Trafikverket, 2014). Referenskostnaden blir 0.91*10 9 / (1.3*6.5*10 9 ) = 0.11 kr/esal 10 *km. En typisk lastbil med 1.3 st tiotons standardaxlar (ESAL 10 ) vållar vägslitage till en kostnad av 1.3 * 0.11 = 0.143 kr/km, eller 1.43 kr/mil.
Sammanfattning av vägslitageberäkningar Undersökt 11 fordonskombinationer: 74-ton ekipage på välbyggd väg ger lägst vägslitage per ton. Vägslitaget vid viktbegränsad fjärrtransport halveras om 40 tons EU-semitrailer bakom tvåaxlad dragbil byts mot 60-74 tons modulekipage. Viktigt vid beskattning av EU-semitrailerekipage! Axelgrupper minskar vägslitaget, men bara på rejält dimensionerade vägkonstruktioner.
Lastbilstypens inverkan på vägunderhållskostnaden på rätt dimensionerade vägar
Lastbilstypens inverkan på vägunderhållskostnaden för underdimensionerade vägar, där axelgruppers nytta går till spillo Upp emot 50 % mer vägslitage på underdimensionerad väg, jämfört med på rätt dimensionerad väg.
Sammanfattning Från vägslitage till beläggningens ålder samt förkortad väglivslängd. Förkortad väglivslängd p.g.a. trafiklast. Förkortad väglivslängd p.g.a. andra faktorer. Bruttovikter upp till 600 ton har inte skadat vägbanan. Fjärdepotensregeln anpassad för axel- och däckkonfiguration. Referenskostnad för vägunderhåll: 0.11 kr/esal10*km. Typisk lastbil med 1.3 standardaxlar vållar vägslitage för 1.43 kr/mil. Resultat för 11 fordonskombinationer: 74-ton ekipage på välbyggd väg ger lägst vägslitagekostnad per ton*km. Vägslitaget vid fjärrtransport halveras om 40 tons EU-semitrailer bakom tvåaxlad dragbil byts mot 60-74 tons modulekipage. Axelgrupper minskar vägslitaget, men bara på rejält dimensionerade vägkonstruktioner.