VTI rapport 858 Utgivningsår 215 www.vti.se/publikationer Tema Vintermodell VTI rapport 858 Tema Vintermodell Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet Anna K. Arvidsson
VTI rapport 858 Tema Vintermodell Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet Anna K. Arvidsson
Omslagsbilder: Katja Kircher (VTI) Tryck: LiU-tryck, Linköping 215.
Referat Vintermodellen är en modell som har utvecklats inom ett projekt kallat Tema Vintermodell. Projektet startades i början av 2-talet och målet var att kunna göra värderingar av de samhällsekonomiska konsekvenserna beroende av olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen för trafikanter, väghållare och samhälle. Syftet med denna studie var att beräkna förändringen i trafikens bränsleförbrukning när driftstandardklassen sänks på vägen, dvs. åtgärdstider och startkriterium ökas. Inom ramarna för detta projekt har även den befintliga Bränsleförbrukningsmodellen förfinats för att ge en verkligare bild av bränsleförbrukningen. Den nya modellen tar hänsyn till snödjup, snödensitet och vattendjup på vägen. Sex tillämpningskörningar med Vintermodellen gjordes för detta projekt, med olika scenarier för en 1 km lång väg i klimatzonen Mellersta Sverige. Det väderdata som används är från vintersäsongen 26 27. Det som har varierats är vilken väg- och driftstandardklass samt årsmedeldygnstrafik det är på vägen. Ett exempel på jämförelse är när driftstandarden sänks på så sätt att åtgärdstiden höjs med 1 timme, från 2 till 3 timmar, på en saltad väg där det är en årsmedeldygnstrafik på 16 fordon. Denna driftstandardsänkning leder till en sänkning av den totala bensinförbrukningen med 1 1 liter och åtgärdskostnaderna minskar med 5 % för en relativt normal vintersäsong. Titel: Författare: Utgivare: Tema Vintermodell Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet Anna K. Arvidsson Serie och nr: VTI rapport 858 Utgivningsår: 215 VTI:s diarienr: 29/68-28 ISSN: 347-63 Projektnamn: Uppdragsgivare: Nyckelord: Språk: Antal sidor: VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut www.vti.se Tema Vintermodell Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet Trafikverket Vintermodellen, vinterväghållning, energieffektivisering Svenska 45 sidor + bilagor 44 sidor
Abstract The Winter Model has been developed within a project called The Winter Model. The aim of the project, which started in the early 2s, was to assess social and economic consequences of different winter maintenance strategies for road users, road authorities and local communities. The aim of this study was to calculate the change in fuel consumption when the winter maintenance classification standard is lowered on the road i.e. response times and start criterion is increased. Within this project, the fuel consumption model was refined and can now take into account how fuel consumption is affected by the amount of water or snow in the ruts on the road. During the project, six scenario runs were carried out for a 1 km long road section located in Sweden s central climatic zone. Weather data was obtained from the winter season 26 27. Winter maintenance classification standards, and traffic flow volumes were varied during the scenario runs. In one scenario run, the winter maintenance classification standard was lowered from Standard Class 1 to Standard Class 2. This increased the allowable time to carry out the maintenance action from 2 hours to 3 hours applicable to a Standard Class 1 road, salted, and with a traffic volume of 16, vehicles. Comparisons indicate a 1,1 litre reduction in total fuel consumption and maintenance costs was reduced by 5%. Title: Author: Publisher: Energy Effectiveness Depending on Choice of Winter Maintenance Classification Standard Anna K. Arvidsson Publication No.: VTI rapport 858 Published: 215 Reg. No., VTI: 29/68-28 ISSN: 347-63 Project: Commissioned by: Keywords: Language: No. of pages: Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) www.vti.se Choice of Road Classification Standard on Winter Maintenance with Respect to Energy Efficiency Trafikverket Winter model, winter road maintenance, energy efficiency Swedish 45 pages + appendices 44 pages
Förord Denna rapport är en redovisning av projektet Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet. Ett stort tack till Pontus Gruhs som varit vår kontaktperson på Trafikverket som gav oss möjligheten att göra denna studie och i och med det även förbättra Bränsleförbrukningsmodellen som är en av delmodellerna i Vintermodellen. Jag skulle vilja rikta ett stort tack till Ulf Hammarström, VTI, för hjälpen med framtagandet av den nya Bränsleförbrukningsmodellen. Peter Andrén, Datamani, för programmeringen av Vintermodellen. Ett sista stort tack till Staffan Möller, VTI, för all hjälp, tips och råd för att förstå hur Vintermodellen är uppbyggd. Tack! Göteborg april 215 Anna Arvidsson Projektledare VTI rapport 858
Process för kvalitetsgranskning Intern peer review har genomförts 2 februari 215 av Staffan Möller. Anna Arvidsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Forskningschef Anita Ihs har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 9 april 215. De slutsatser och rekommendationer som uttrycks är författarens egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning. Process for quality review Internal peer review was performed on 2 February 215 by Staffan Möller. Anna Arvidsson has made alterations to the final manuscript of the report. The research director Anita Ihs examined and approved the report for publication on 9 April 215. The conclusions and recommendations expressed are the author s and do not necessarily reflect VTI's opinion as an authority. VTI rapport 858
Innehållsförteckning Sammanfattning... 9 Summary... 1 1. Bakgrund... 13 2. Syfte... 14 3. Metoder och förutsättningar... 15 3.1. Vintermodellens struktur... 15 3.2. Definitioner... 16 3.3. Förutsättningar för tillämpningskörningarna... 19 3.4. Förkortningar... 21 4. Vintermodellen Bränsleförbrukningsmodellen... 22 4.1. Förutsättningar till förfining av Bränslemodellen... 23 4.2. Förfinad bränsleförbrukningsmodell... 24 4.3. Beräkningar av bränsleförbrukning med förfinad modell... 27 5. Resultat... 31 5.1. Bränsleförbrukningsmodellen... 31 5.2. Förändring av driftstandardklass... 31 5.3. Jämförelse mellan tillämpningskörningar... 37 Tillämpningskörning 1 och 11... 38 Tillämpningskörning 3 och 12... 39 Tillämpningskörning 5 och 13... 4 Summering av de tre jämförelserna... 4 5.4. Energieffektivisering drift och underhåll... 42 6. Diskussion... 44 7. Fortsatt FoU... 45 Referenser... 46 Bilaga 1: PM Energieffektivisering DoU Bilaga 2: Vintermodellen bränsleförbrukning/ diskussionsunderlag VTI rapport 858
VTI rapport 858
Sammanfattning Val av standardklass på vinterväghållning med hänsyn till energieffektivitet av Anna K. Arvidsson (VTI) Detta projekt initierades för att kunna göra bedömningar av hur kostnaderna varierar beroende på vilken strategi som antas i vinterdriften, det vill säga vad som händer om vägens driftstandardklass sänks ett steg. Det huvudsakliga syftet var att se vilken påverkan en sådan sänkning av vinterväghållningsstandarden har för trafikanternas bränsleförbrukning. Under tiden som detta projekt har pågått har även två andra projekt inom Tema Vintermodell färdigställts, Tema Vintermodell, Etapp 3: Förbättring, uppdatering och känslighetsanalys. (Möller, 214) och Tema Vintermodell Kalibrering och Vidareutveckling av Vintermodellen (Arvidsson, 214). Vintermodellen är en modell som har utvecklats inom ett projekt kallat Tema Vintermodell. Projektet startades i början av 2-talet och målet var att kunna göra värderingar av de samhällsekonomiska konsekvenserna beroende av olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen för trafikanter, väghållare och samhälle. Inom detta projekt har Bränsleförbrukningsmodellen, som är en av delmodellerna i Vintermodellen, förfinats med att bränsleförbrukningen påverkas av hur mycket vatten eller snö det är i hjulspåren. Enligt den förfinade modellen ökar bränsleförbrukningen med 12 procent för en personbil om det är 2 centimeter snömodd jämfört med om det är torr barmark på en väg med hastigheten 1 km/h. För en hastighet på 7 km/h blir motsvarande ökning 98 procent. Det är gjort sex tillämpningskörningar för detta projekt med Vintermodellen, med olika scenarier för en 1 kilometer lång väg i klimatzonen Mellersta Sverige. Det väderdata som används är från vintersäsongen 26 27. Det som har varierats är vilken väg- och driftstandardklass samt årsmedeldygnstrafik det är på vägen. Hur bränsleförbrukningen varierar mellan de olika körningarna beror mestadels på den varierande trafikmängden, 16, 8 och 2 fordon. Den genomsnittliga förbrukningen i liter per fordon för en hel vinter är högst för vägen som har den högsta driftstandardklassen (standardklass 1) med cirka 824 liter/fordon. Detta kan jämföras med driftstandardklass 2 som hade lägst förbrukning (778 liter/fordon) av de tre klasserna som undersöktes i denna studie. Vid en jämförelse sänks driftstandarden ett steg från driftstandardklass 1 till 2, det vill säga åtgärdstiden höjs med 1 timme från 2 till 3 timmar för en saltad väg där det är en årsmedeldygnstrafik på 16 fordon. Detta leder till en sänkning av den totala bensinförbrukningen med ca,1 procent (1 1 liter, vilket motsvarar en kostnad på ca 5 kr) och åtgärdskostnaderna minskade då med 5 procent vilket motsvarar en kostnad på cirka 58 kr. I en tidigare studie av VTI (se Bilaga 1) har bränsleförbrukningen för alla delarna av drift och underhåll undersökts för samma vintersäsong som används i denna studie. Där var ett av resultaten att den totala bränsleförbrukningen var 8 l/km i driftområde Arboga vilket omräknat till denna studie borde motsvara en sänkning med 56 liter för vinterväghållningsmaskinerna. Detta tillsammans med trafikens besparing av bränsle (1 1 liter) skulle bränsleförbrukningen kunna minskas med 1 66 liter per vintersäsong, vid en relativt normal vintersäsong, vid en sänkning av driftstandardklass från 1 till 2. Detta motsvarar ungefär ett utsläpp av 4 ton koldioxid per vinter. VTI rapport 858 9
1 VTI rapport 858
Summary Energy Effectiveness Depending on Choice of Winter Maintenance Classification Standard by Anna K. Arvidsson (VTI) This project was initiated in order to evaluate cost variations associated with different winter maintenance strategies. In particular, cost implications if the road s winter maintenance classification standard was lowered by one step. The main purpose was to calculate what effect this reduction had on vehicle fuel consumption. During this project, two other sub projects within The Winter Model were completed: The Winter Model, Stage 3: Improvement, Update and Sensitivity Analysis. (Möller, 214), and The Winter Model Calibration and Further Development of Winter Model (Arvidsson, 214). The Winter Model has been developed within a project called The Winter Model. The aim in the project, which started in the early 2s, was to assess social and economic consequences of different winter maintenance strategies for road users, road authorities and local communities. Within this project, a fuel consumption model a sub-model used in the Winter Model was refined and can now take into account how fuel consumption is affected by how much water or snow there is in the road surface ruts. Using the refined model, comparisons between a dry, clear road surface and a road surface with 2 cm of slush indicated a 12 per cent rise in fuel consumption for a passenger car travelling at 1 km/h. At 7 km/h, fuel consumption increased by 98 per cent. During the project, six scenario runs were carried out for a 1 kilometre long road section located in Sweden s central climatic zone. Weather data was obtained from the winter season 26 27. Winter maintenance classification standards, and traffic flow volumes were varied during the scenario runs. Fuel consumption rates varied between the scenario runs mainly due to the differences in traffic volume 16,, 8, and 2, vehicles. Fuel consumption, litres per number of vehicles for the whole winter, was highest for the scenario run with the highest winter maintenance classification standard Standard Class 1. Results indicated approximately 824 litres/vehicles. This can be compared with the scenario run for Standard Class 2 with the lowest consumption (778 litres/vehicle) of the three studied classes in this report. In one scenario run, the winter maintenance classification standard was lowered from Standard Class 1 to Standard Class 2. This increased the allowable time to carry out the maintenance action from 2 hours to 3 hours applicable to a Standard Class 1 road, salted, and with a traffic volume of 16, vehicles. Comparisons indicate a 11 litre (or.1 %) reduction in total fuel consumption, it correspond to approx. 5 SEK and maintenance costs was reduced by 5 per cent, approx. 58 SEK. In a previous study by VTI (see Appendix 1), fuel consumption rates associated with operation and maintenance activities were also investigated for the 26 27 winter season. One result, associated with the operations area Arboga, indicated a total fuel consumption rate of 8 litres per km. Recalculation of that figure, relative to this study, equates to 56 litres reduction for the winter maintenance vehicles. Combining this amount with the reduction associated with the change in maintenance standard results in a total fuel consumption reduction of 1,66 litres per winter season. Calculations were made for a relatively normal winter season. This is roughly equivalent to an emission of 4 tons of carbon dioxide. VTI rapport 858 11
12 VTI rapport 858
1. Bakgrund Varje år drabbas trafikanterna av olägenheter på grund av is och snö på våra vägar. Problemen är främst ökad olycksrisk och försämrad framkomlighet. För att förebygga eller i varje fall minska problemen, vidtar väghållarna driftåtgärder av olika slag, som till exempel snöröjning och halkbekämpning. Åtgärderna är till nytta för trafikanterna, men innebär kostnader för väghållarna och negativa effekter för miljön. Det är därför angeläget att utveckla system för konsekvensbeskrivning av olika driftmetoder och strategier för att göra det möjligt att minimera de samhällsekonomiska kostnaderna. På grund av detta, har detta projekt initierats för att kunna göra bedömningar av kostnaderna beroende på vilken strategi som vinterdriften antar. Det vill säga vad som sker om standardklassen på vägen sänks ett steg och vilka kostnadsskillnader som det medför, då främst bränsleförbrukning. VTI rapport 858 13
2. Syfte Syftet med denna studie är att beräkna förändringen i trafikens bränsleförbrukning när nivån eller inriktningen på vinterväghållningen ändras det vill säga när driftstandardklassen eller metoden ändras. En hypotes är att om driftstandardklassen sänks, sänks även fordonens bränsleförbrukning. Inom ramarna för detta projekt ska den befintliga Bränsleförbrukningsmodellen förfinas för att ge en verkligare bild av bränsleförbrukningen. Den nya modellen bör ta hänsyn till snödjup, snödensitet och vattendjup på vägen. Projektet väntas ge en ökad kunskap om hur vinterdriftstrategin påverkar bränsleförbrukningen och därmed energiåtgången. Detta är ett viktigt underlag för väghållare i deras arbete för en energieffektivisering med det övergripande målet att minska koldioxidutsläppen. 14 VTI rapport 858
3. Metoder och förutsättningar Valet av inriktningen för vinterdriften som har analyseras inom detta projekt har skett i samråd med uppdragsgivaren. Uppdraget var att jämföra vilken påverkan som en sänkning av vinterväghållningsstandard har dvs. vilken påverkan vinterdriftstandardklassen har på trafikanternas bränsleförbrukning. Under tiden som detta projekt har pågått har även ett annat projekt inom Tema Vintermodell slutförts, Tema Vintermodell Kalibrering och Vidareutveckling av Vintermodellen (Arvidsson, 214). Men även Tema Vintermodell Etapp 3 Förbättring, uppdatering och känslighetsanalys (Möller, 214) har pågått parallellt. Vid valet av de olika tillämpningskörningarna som skulle göras bestämdes det gemensamt med projektet Kalibrering och Vidareutveckling av Vintermodellen. Det gjordes sammanlagt 14 tillämpningskörningar av Vintermodellen varav 6 stycken används i denna studie. För att beräkna hur trafikens bränsleförbrukning förändras när nivån på vinterväghållningen, det vill säga driftstandardklassen, ändras har VTI:s Vintermodell använts. Till detta har vissa förfiningar av delmodellen Bränsleförbrukningsmodellen gjorts. En närmare beskrivning finns i Kapitel 4. Vintermodellen tar hänsyn till hur trafikens hastighetsnivå ändras beroende på väglaget och kan därmed belysa hur energiåtgången, bränsleförbrukningen, varierar med hänsyn till vald vinterväghållningsstandard. Energieffektivitet kan innefatta många aspekter, t.ex. trafikanternas bränsleförbrukning, väghållningsfordonens bränsleförbrukning, energiåtgång vid användning av alternativa vinterväghållningsmetoder eller material. Detta projekt fokuserar på beräkning av trafikanternas energiförbrukning, men genom att kombinera resultaten med en tidigare studie av Jonsson (28) fås även uppgift om väghållningsfordonens bränsleförbrukning. Jonssons studie är inte publicerad tidigare utan finns bara som ett PM mellan VTI och Vägverket (nuvarande Trafikverket) och på grund av detta publiceras det i sin helhet i Bilaga 1. Beräkning av de totala effekterna, dvs. på trafiksäkerhet, miljö, etc., av ovan testade vinterdriftstrategi får inte glömmas, även om syftet i det här projektet är att titta på bränsleförbrukningen. Exempelvis är det viktigt att inte välja en strategi som innebär en minskad bränsleförbrukning om den samtidigt ger ökade olyckskostnader. 3.1. Vintermodellens struktur Vintermodellen är framtagen för att kunna beräkna och värdera de vanligaste konsekvenserna för trafikanter, väghållare och samhälle beroende av olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen (Wallman et al., 26). De fem olika effektmodellerna (Olycksmodellen, Framkomlighetsmodellen, Fordonskostnadsmodellen, Miljömodellen och modellen för Väghållarkostnader) styrs av Väglagsmodellen, den beräknar väglaget utifrån väderdata, trafikdata och väghållningsåtgärder för varje halvtimme under den tidsperiod som man har valt att studera (Möller, 26). I Figur 1 visas de olika delmodellerna som ingår i Vintermodellen och dess olika kopplingar. VTI rapport 858 15
Figur 1. Flödesschema av Vintermodellen. I Olycksmodellen beräknas olyckskvoter, olyckstyper och konsekvenser som är kopplade till olika väglag och dess varaktighet. I Framkomlighetsmodellen görs beräkningar av de olika väglagens påverkan på hastigheter och restider, medan i Fordonskostnadsmodellen beräknas bränsleförbrukningskostnader i relation till väglaget samt även korrosion på grund av vägsaltanvändning. Miljömodellen beräknar kostnader för den saltutsatta vegetationen nära vägarna och modellen för Väghållarkostnader beräknar de direkta kostnaderna för åtgärderna. I den sistnämnda modellen borde kostnader för slitage och skador på exempelvis beläggning och vägmarkeringar tas, detta är en av utvecklingspotentialerna för Vintermodellen. I denna studie har Bränsleförbrukningsmodellen förbättrats och blivit mer detaljerad och då även uppdaterad till 21 års fordonspark och mer överensstämmande med de tre fordonskategorier som används i Vintermodellen (personbilar, lastbilar utan släp (inkl. bussar) och lastbilar med släp). 3.2. Definitioner De flesta definitioner är desamma i samtliga delmodeller och en kort sammanfattning ges här, en liknande återfinns även i Wallman et al. (26) och Arvidsson (214). Som tidigare har nämnts delas fordonen in i tre kategorier: Personbilar Lastbilar utan släp (inkl. bussar) Lastbilar med släp 16 VTI rapport 858
Biltrafikens framkomlighet avser medelhastighet per timme (km/h) och trafikflöde är antal fordon per timme. Med tanke på vintrarnas olika längd i olika delar av landet, är Sverige indelat i fyra klimatzoner i denna studie: Södra, Mellersta, Nedre Norra samt Övre Norra Sverige (Figur 2). Denna indelning har använts under hela Vintermodellens utveckling och indelningen bygger på länsindelningen innan 1 januari 1998 (Bostadsutskottet, 1997). Södra Sverige: Mellersta Sverige: Nedre norra Sverige: Övre norra Sverige: H, I, K, L, M, N och O län B, C, D, E, F, G, P, R, T och U län S, W och X län Y, Z, AC och BD län. Figur 2. Sverige indelat i fyra klimatzoner röd Södra Sverige, Gul Mellersta Sverige, Grön Nedre Norra Sverige, Blå Övre Norra Sverige. Väglaget indelas i 18 olika typer: Torr, fuktig respektive våt barmark (TB, FB, VB), i förekommande fall med mittsträng av snö eller is (TBmitt, FBmitt, VBmitt). Ibland förekommer sammanslagning av fuktig och våt barmark. Tillfälliga väglag: rimfrost eller tunn is (RIM, TUI). Stabila väglag: packad snö eller tjock is (PS, TJI). Lösa väglag: lös snö eller snömodd (LS, SM). Spårslitage med barmark i spåren (tre fall, beroende på vad som finns utanför spåren: stabila, lösa eller övriga/blandade väglag): S(B, PS), S(B, LS) eller S(B, ÖVR) Spårslitage med tunn is i spåren (tre fall, beroende på vad som finns utanför spåren: stabila, lösa eller övriga/blandade väglag): S(TUI, PS), S(TUI, LS) eller S(TUI, ÖVR). Aggregeringar av spårslitageväglagen betecknas S(B) resp. S(TUI). För spårslitageväglag gäller att is eller snö slitits bort i hjulspåren, så att beläggningen är synlig. Det möjliga tillståndet i spåren är då antingen barmark eller tunn is. I de olika delmodellerna används olika indelning av väglaget. Ett exempel är i Bränslemodellen där det används de sex olika väglagstyper som kan finnas i hjulspåren; TB, FB, VB, TUI+RIM, PS+TJI och LS+SM. I Framkomlighetsmodellen används åtta väglag, de är samma som i VTI rapport 858 17
Bränslemodellen samt S(B) och S(TUI). I Olycksmodellen används fem, där är det samma kategorier som i Bränslemodellen fast fuktig och våt barmark är sammanslagna till en gemensam kategori. Olyckskvoten (ibland även benämnd olycksrisken) uttrycks i antal olyckor per miljon fordonskilometer. Det är då samtliga polisrapporterade olyckor exkl. viltolyckor som har legat till grund för dessa olyckskvoter. Trafikarbetsberäkningen är baserad på årsmedeldygnstrafiken (ÅDT), utan viktning med hänsyn till årstid etc. Trafikarbetet är uttryckt i miljoner fordonskilometer. Olyckskvotsberäkningarna differentieras på följande fem väglag (enligt polisens bedömning): Torr barmark Fuktig eller våt barmark Packad snö eller tjock is Tunn is eller rimfrost Lös snö eller snömodd. Väglagsfördelningarna bygger på utförda observationer, som har skett i fyra klimatzoner. Vintersäsongen i respektive klimatzon är olika långa beroende av vinterns längd i olika delar av landet. Södra Sverige: 15 november 15 mars (4 månader) Mellersta Sverige: 15 oktober 15 april (6 månader) Nedre Norra Sverige: 1 oktober 3 april (7 månader) Övre Norra Sverige: 1 oktober 3 april (7 månader) Med varaktigheten för ett is-/snöväglag avses den andel av det totala trafikarbetet under vintersäsongen, som utförs på det aktuella väglaget. VViS är en förkortning för Trafikverkets VägVäderinformationsSystem. Systemet består av närmare 8 stationer spridda över landet och lämnar varje halvtimme under vintersäsongen uppgifter om: Lufttemperatur Vägytans temperatur Daggpunktstemperatur Relativ luftfuktighet Nederbördstyp Nederbördsmängd Vindhastighet Vindriktning För att tolka dessa väderparametrar används en beräkningsmodell, VädErsKombi (Möller, 23), som utvecklats för att reglera kostnaden för vinterväghållning mellan beställaren och utföraren. Den inkommande informationen från VViS-stationen förädlas till vädersituationer. Exempel på vädersituationer är: Snöfall Snödrev Halka på grund av regn eller snöblandat regn på kall vägbana Halka på grund av att fuktiga/våta vägbanor fryser till Halka på grund av måttlig/kraftig rimfrostutfällning Halka på grund av litet snöfall 18 VTI rapport 858
I ATB Vinter 23 (Vägverket, 22) definieras fem driftstandardklasser: 1 3 samt 4 5. Klass 1 3 omfattar vägar som i princip skall vara fria från is och snö ett visst antal timmar efter nederbörd, dvs. det är saltade vägar, medan is- och snöväglag med begränsat djup av lös snö och tillfredsställande friktion är tillåtet på klass 4 5 vägar. Med driftstandardklass menas här vilka startkriterier (snödjup) som gäller för att börja åtgärda vid snöfall, vilken åtgärdstid som gäller (den tid det får ta att köra en given plog/saltrunda efter att snöfallet har upphört) samt med vilken vinterväghållningsmetod som åtgärden ska utföras med. Gällande standardklass är definierad i ATB Vinter 23 (Vägverket, 22). I denna rapport studeras också konsekvenserna av sänkta standardklasser med högre startkriterium eller längre åtgärdstider än vad som anges i ATB Vinter 23. Med vägstandardklass menas här vilken utformningsstandard som vägen har, dvs. vägbredd, geometri och separeringsgrad. Utformningsstandard tillsammans med det aktuella väglaget bestämmer vilken reshastighet det blir i förhållande till barmarkshastigheten. Utformningsstandarden bestämmer även olycksrisken och dess allvarlighetsföljd. Reshastighet, olycksrisk och allvarlighetsföljd har tidigare tagits fram för vägar på det statliga vägnätet med driftstandardklasserna 1 5, även om det bara är driftstandardklasserna 1 4 som används i denna studie. De åtgärder som förekommer är snöplogning, isrivning samt halkbekämpning med salt eller sand. Samtidig plogning och saltning brukar kallas kombikörning. 3.3. Förutsättningar för tillämpningskörningarna Driftstandardklass 1 till 3 är saltade vägar och har ett genomsnittligt trafikflöde på 16, 8 15 999 respektive 2 7 999. Driftstandardklass 4 och 5 är osaltade vägar med ett trafikflöde av 5 1 999 respektive <5. Driftstandardklasserna 1 4 är de som kommer att jämföras i denna studie. Tillämpningskörning nummer 1 En väg med vägstandardklass 1 (driftstandardklass 1) med ÅDT 16, där följande gäller för normala väderförhållanden under vintern. Efter att det har fallit 1 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 2 timmar efter att snöfallet har slutat. Vägen åtgärdas med kombikörning (plogas och saltas). Tillämpningskörning nummer 3 En väg med vägstandardklass 2 (driftstandardklass 2) med ÅDT 8, där följande gäller för normala väderförhållanden under vintern. Efter att det har fallit 1 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 3 timmar efter att snöfallet har slutat. Vägen åtgärdas med kombikörning (plogas och saltas). Tillämpningskörning nummer 5 En väg med vägstandardklass 3 (driftstandardklass 3) med ÅDT 2, där följande gäller för normala väderförhållanden under vintern. Efter att det har fallit 1 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 4 timmar efter att snöfallet har slutat. Vägen åtgärdas med kombikörning (plogas och saltas). Tillämpningskörning nummer 11 En väg med vägstandardklass 1 (driftstandardklass 2) med ÅDT 16. Samma som tillämpningskörning 1, men åtgärderna görs som för en standardklass 2 dvs. efter att det har fallit 1 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 3 timmar efter att snöfallet har slutat. Vägen åtgärdas med kombikörning (plogas och saltas). VTI rapport 858 19
Tillämpningskörning nummer 12 En väg med vägstandardklass 2 (driftstandardklass 3) med ÅDT 8. Samma som tillämpningskörning 3, men åtgärderna görs som för en standardklass 3 dvs. efter att det har fallit 1 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 4 timmar efter att snöfallet har slutat. Vägen åtgärdas med kombikörning (plogas och saltas). Tillämpningskörning nummer 13 En väg med vägstandardklass 3 (driftstandardklass 4) med ÅDT 2. Samma som tillämpningskörning 5, men åtgärderna görs som för en standardklass 4 dvs. efter att det har fallit 2 cm snö ska vägen börja åtgärdas och körfälten vara snö- och isfria senast 5 timmar efter att snöfallet har slutat och då får det vara högst 2 cm snö kvar på vägen. Vägen åtgärdas med plogning och sandas. En sammanfattning av tillämpningskörningarna kan ses i Tabell 1 Tabell 1. Tillämpningskörningar i Vintermodellen. Körning Standardklass Nr Åtgärd Väg Drift Startkriterium Åtgärdstid ÅDT 1 Kombi, saltad väg 1 1 1 cm snö 2 timmar 16 3 Kombi, saltad väg 2 2 1 cm snö 3 timmar 8 5 Kombi, saltad väg 3 3 1 cm snö 4 timmar 2 11 Kombi, saltad väg 1 2 1 cm snö 3 timmar 16 12 Kombi, saltad väg 2 3 1 cm snö 4 timmar 8 13 Plogning, osaltad väg 3 4 2 cm snö 5 timmar 2 För alla tillämpningskörningar används väderstatistik från VViS-stationen Urvalla 1921 som ligger i övre delen av klimatzonen Mellersta Sverige (Figur 2). Den stationen saknar vindmätare och har därför använts tillsammans med de tre stationerna 191, 184 och 194 för uppgifter om vindriktning och vindhastighet. Den valda tidsperioden sträcker sig mellan 15 okt 26 15 april 27. Allmänna förutsättningar för beräkningar med Vintermodellen är att vägen är en tvåfältsväg med en vägbredd på mellan 6 och 9 meter, hastighetsgränsen är 9 km/h och väglängden är 1 km. 2 VTI rapport 858
Förkortningar: Vädersituationer HR1 HR2 HT HN HS S D Halka på grund av måttlig rimfrostutfällning Halka på grund av kraftig rimfrostutfällning Halka på grund av att fuktiga/våta vägbanor fryser till Halka på grund av regn eller snöblandat regn på kall vägbana Halka på grund av litet snöfall Snöfall Snödrev Väglag TB FB VB RIM TUI PS TJI LS SM S(B) S(TUI) Torr barmark Fuktig barmark Våt barmark Rimfrost Tunn is Packad snö Tjock is Lös snö Snömodd Spårslitage med barmark i spåren Spårslitage med tunn is i spåren Övrigt PB LBU LBS ÅDT Personbil Lastbil utan släp inkl. buss Lastbil med släp Årsmedeldygnstrafik VTI rapport 858 21
Bränsleförbrukning (l/mil) 4. Vintermodellen Bränsleförbrukningsmodellen I den ursprungliga Vintermodellen modelleras bränsleförbrukningen för personbilar, lastbilar utan släp och lastbilar med släp. Förbrukningen vid torr barmark används som referens och modellen är byggd efter en rätlinjig approximation av Tabellvärden från EVA-data (siktklass II och fordonskategori B). Exempel på beräkning av bränsleförbrukningen för personbilar är: Personbil: bf =,33 * v +,44 Lastbil utan släp: bf =,153 * v +,38 Lastbil med släp: bf =,4 * v + 1,3 där bf = bränsleförbrukning (liter/mil) v = fordonshastighet (km/h) Därefter korrigeras förbrukningen på torr barmark med hänsyn till hur olika väglag påverkar rullmotståndet. Korrektionsfaktorerna är generaliserade, dvs. begränsande med stora osäkerheter. Figur 3 visar hur bränsleförbrukningen skiljer sig åt för personbilar beroende av vilket väglag det är. 1,,9,8,7,6,5 6 7 8 9 1 11 12 Hastighet (km/h) TB FB PS/TJI TUI/RIM VB LS/SM Figur 3. Bränsleförbrukning för personbil på olika väglag. Dessa linjära samband är, utöver att den faktiska bränsleförbrukningen inte är linjärt ökande med hastigheten, inte i nivå med dagens fordonspark. När denna delmodell togs fram 24-25 användes en äldre fordonspark än den som finns idag. Detta resulterar i en generellt sett något för hög bränsleförbrukning per kilometer. VTI arbetar parallellt med andra bränslemodeller i anslutning till Trafikverkets system för vägplanering. Den mest använda bränslemodellen bör vara den inom objektanalysen använda EVA-modellen. I Figur 4 kan man utläsa skillnaden mellan de två modellerna. 22 VTI rapport 858
Bränsleförbrukning (l/mil),9,85,8,75,7,65,6,55,5 6 7 8 9 1 11 12 Hastighet (km/h) Siktklass I Siktklass II Siktklass III Siktklass IV VM Figur 4. Bränsleförbrukning för personbil för Vintermodellen respektive för fyra siktklasser med EVA-modellen. Eftersom syftet med denna studie är att beräkna hur trafikens bränsleförbrukning förändras när nivån eller inriktningen på vinterväghållningen ändras är metoden för att beräkna bränsleförbrukningen en viktig del i detta. Därför har Bränsleförbrukningsmodellen förfinats som en del av detta projekt. 4.1. Förutsättningar till förfining av Bränslemodellen Förfining av den i Vintermodellen befintliga Bränsleförbrukningsmodellen har gjorts för att få en verkligare bild av bränsleförbrukningen. Vissa andra delar av Vintermodellen har under 29 och 21 förbättrats och kalibrerats (Arvidsson, 214; Möller, 214). Modellen är mycket komplex, även om flera förenklingar fortfarande görs. Exempelvis kan några av de förenklingar som görs i Bränsleförbrukningsmodellen korrigeras utifrån nyare kunskap om samband mellan hastighet och bränsleförbrukning. VTI bedriver fortlöpande arbete avseende förbättring av beräkningsmodeller för bränsleförbrukning. Dessa modeller har under lång tid bland annat använts för utveckling av bränslemodellen i Trafikverkets EVA-system. Vintermodellens bränsledel har för avsikt att nu uppdateras till att mer efterlikna den. Som ett första steg i att förfina modellen har en del villkor ställts upp för att begränsa antalet parametrar i modellen. Bensindrivna personbilar är av fordonskategorin C (enl. ARTEMIS 21 1 ), medan dieseldrivna är fordonskategori B. Även de två andra fordonstyperna lastbil utan släp och lastbil med släp är fordonskategori B. Korrektionen mellan drivmedel måste ta hänsyn till densitetsskillnaden mellan bensin och diesel. 1 ARTEMIS Road Model är en vägtrafikemissionsmodell framtagen inom, utvecklad inom EU-projektet ARTEMIS (Assessment and Reliability of Transport Emission Models and Inventory Systems). VTI rapport 858 23
EVA-modellen använder siktklasser medan Vintermodellen använder sig av vägstandardklasser. Följande antagande/översättning har gjorts mellan de olika klasserna (Tabell 2). Eftersom bränsleförbrukning i siktklass I-III inte skiljer sig nämnvärt åt för personbilar (se Figur 4 ovan) har det valts att bara göra beräkningar för en siktklass (siktklass II) för denna fordonstyp. Samma sak gäller även för lastbilar utan släp. För lastbilar med släp där förbrukningen varierade mer mellan siktklasserna har siktklasserna I-III valts. Siktklass IV har bedömts till att inte vara representativ på de vägar som Vintermodellen är uppbyggd på. Tabell 2. Översättning mellan vägstandardklass och siktklass i denna studie. Vägstandardklass: 1 2 3 4 5 Siktklass: I I II II III Hastigheterna har begränsats utifrån troliga medelhastigheter på de vägarna som kommer att modelleras i Vintermodellen (Tabell 3). Tabell 3. Modellerade hastigheter. Personbil: Lastbil utan släp: Lastbil med släp: 7, 8, 9 & 1 km/h 7, 8, 9 & 1 km/h 7, 8 & 9 km/h Den nya Bränsleförbrukningsmodellen kommer att ta hänsyn till snödjup, snödensitet och vattendjup på vägen. För dessa tre parametrar har det gjorts vissa förenklingar. Snödjupet är begränsat till och 3 cm och värden däremellan kommer att interpoleras. 3 cm har valts som ett maxvärde, detta för att en bedömning har gjorts att det inte förekommer mer än maximalt 3 cm snö i hjulspåren på en väg och det är där modellen antar att fordonen befinner sig. Snöns densitet kommer att interpoleras mellan och 5 kg/m 3. Någonstans mellan 3 1 kg/m 3 motsvarar nyfallen snö medan snöslask på gränsen till vatten har en densitet på ca 4 5 kg/m 3. För vattendjupet på vägen har gränserna satts till och 2 mm. 4.2. Förfinad bränsleförbrukningsmodell Modellförslag per fordons- och drivmedelstyp: Bf (v, skl, väglag) ft,alla = ( bf ft,alla bf ftk ) (bf (v, skl) ftk + dbf (v) vatten + dbf (v) snö ) där 24 VTI rapport 858
bf alla = genomsnittlig bränsleförbrukning för samtliga bilar i fordonstypen 21 enligt ARTEMIS (liter/1 km) (Tabell 4) bf ftk = genomsnittlig bränsleförbrukning för samtliga bilar i fordonstypen och kravnivån 21 enligt ARTEMIS (liter/1 km) (Tabell 4) bf(v, skl) ftk = bränsleförbrukning som funktion av hastighet och siktklass för fordonstyp och kravnivå (liter/1 km) (Tabell 5) dbf(v) ftk, vatten = extra bränsleförbrukning med vatten på vägen (2 mm) som funktion av hastighet och kravnivå (liter/1 km) (Tabell 6) dbf(v) ftk, snö = extra bränsleförbrukning med snö på vägen (3 cm) som funktion av hastighet och kravnivå (liter/1 km) (Tabell 7 & Tabell 8) Tabell 4. Genomsnittlig bränslefaktor år 21 (g/km) varmförbrukning ARTEMIS 21. Fordonstyp B (Euro 1) C (Euro 2) Alla Personbil bensin (PBb) - 57,9 55,6 Personbil diesel (PBd) 51,3 45,9 Lätt lastbil bensin (LLBb) 77,1-61,1 Lätt lastbil diesel (LLBd) 85,2-81,7 Lastbil utan släp (LBU) 163,6-178,2 Lastbil med släp (LBS) 334,5-33,4 Korrektion för olika drivmedel för att beakta densitetsskillnader: Bensin:,75 kg/liter Diesel:,815 kg/liter I Vintermodellen används fyra olika fordonskategorier, Personbil bensin inkl. Lätt lastbil, Personbil diesel inkl. Lätt lastbil, Lastbil utan släp samt Lastbil med släp, därav görs en viktning av kategorierna i Tabell 4 till två lätta fordon, Personbil bensin och Personbil diesel samt Lastbil utan släp och Lastbil med släp båda dieseldrivna. Denna viktning är gjord utifrån respektive fordonstyps andel av trafikarbetet 21. bf PB bensin alla = (,68 * bf Personbil bensin +,1 * bf Lätt Lastbil bensin)/1 * TA PB bf PB diesel alla = (,22 * bf Personbil diesel +,9 * bf Lätt Lastbil diesel)/1 * TA PB (liter) (liter) där TA PB är trafikarbetet under en halvtimme för personbilar enligt Vintermodellen (fkm) bf LBU diesel = (,4 * bf Lastbil utan släp diesel)/1 * TA LB bf LBS diesel = (,6 * bf Lastbil med släp diesel)/1 * TA LB (liter) (liter) där TA LB är trafikarbetet under en halvtimme för lastbilar enligt Vintermodellen (fkm) VTI rapport 858 25
Efter att ha konstaterat att det är mycket små skillnader i bränsleförbrukningen beroende av siktklass för personbilar och lastbilar utan släp, kommer endast modeller för olika siktklasser tas fram för lastbilar med släp. I Tabell 5 redovisas därför endast bränsleförbrukningen för personbilar och lastbilar utan släp för siktklass II, samt för siktklass I till III för lastbilar med släp. I Tabell 5 8 avses bränsleförbrukningen exklusive korrektionsfaktorn bf ft,alla/bf ftk (samtliga bilar i fordonstypen / samtliga bilar i fordonstypen och kravnivån). Tabell 5. Bränsleförbrukning som funktion av hastighet per fordonstyp och siktklass. Torr vägbana. (l/mil) v = hastighet (km/h) Fordons Siktklass I typ Siktklass II Siktklass III PB,677*v 2,84*v +,89 LBU,378*v 2,375*v + 2,67 LBS,625*v 2,741*v + 5,99,923*v 2,117*v + 7,97,57*v 2,679*v + 6,83 För att beräkna merförbrukningen vid olika hastigheter med 2 mm vatten på vägen kan Tabell 6 användas för de tre fordonskategorierna. Om det istället är 3 cm snö med 1 kg/m 3 används Tabell 7 och har snön densiteten 5 kg/m 3 används Tabell 8. Tabell 6. Merförbrukning vid 2 mm vatten på vägen (l/mil) v = hastighet (km/h). Fordonstyp Funktion PB,661*v 2,483*v +,236 LBU,259*v 2,7*v,323 LBS,31*v 2,21*v +,931 Tabell 7. Merförbrukning vid 3 cm snö på vägen med densitet 1 kg/m3 (l/mil) v = hastighet (km/h). Fordonstyp Funktion PB,1*v 2 +,14*v +,16 LBU,41*v 2 +,756*v 2,838 LBS,617*v 2 +,89*v +,214 Tabell 8. Merförbrukning vid 3 cm snö på vägen med densitet 5 kg/m 3 (l/mil) v = hastighet (km/h). Fordonstyp Funktion PB,181*v 2,223*v + 1,735 LBU,143*v 2 +,1*v + 1,53 LBS,38*v 2 +,536*v +,428 För att beräkna bränsleförbrukningen för annan densitet på snön än 1 kg/m 3 och 5 kg/m 3 har en rätlinjig interpolering använts. 26 VTI rapport 858
4.3. Beräkningar av bränsleförbrukning med förfinad modell Här redovisas de beräknade värdena för bränsleförbrukningen inklusive den tidigare nämnda korrektionsfaktorn som beror av hastighet och siktklass vid torr barmark (Tabell 9) för 3 olika fordonstyper, men även vilken merförbrukning det blir med upp till 2 mm vatten på vägen (Tabell 1). I Tabell 11 och Tabell 12 visas beräkningarna för merförbrukningen när det är upp till 3 cm snö på vägen med två olika densiteter på snön, dessa motsvarar här lös snö och snömodd. Tabell 9 Beräknad bränsleförbrukning som funktion av hastighet per fordonstyp och siktklass vid torr barmark (l/mil) Fordonstyp/ Siktklass Hastighet (km/h) 7 8 9 1 PB,58,6,63,68 LBU 1,9 2,9 2,36 2,7 LBS siktklass I 3,87 4,6 4,38 - LBS siktklass II 4,3 4,52 4,92 - LBS siktklass III 4,87 5,5 5,34 - Tabell 1 Beräknad merförbrukning för upp till 2 mm vatten på vägen (l/mil). PB (mm) Hastighet (km/h) LBU Hastighet (km/h) LBS Hastighet (km/h) 7 8 9 1 (mm) 7 8 9 1 (mm) 7 8 9,,,,,,,,,,,,5,55,68,84,14,5,224,32,428,549,5,245,39,388 1,111,136,168,27 1,449,639,856 1,99 1,49,618,776 1,5,166,24,253,311 1,5,673,959 1,284 1,648 1,5,735,926 1,164 2,222,273,337,414 2,897 1,279 1,712 2,197 2,98 1,235 1,552 Tabell 11 Beräkning av merförbrukning för upp till 3 cm snö på vägen med densitet 1 kg/m 3 (l/mil). PB (cm) Hastighet (km/h) LBU Hastighet (km/h) LBS Hastighet (km/h) 7 8 9 1 (cm) 7 8 9 1 (cm) 7 8 9,,,,,,,,,,, 1,68,72,77,82 1,148,195,215,27 1,178,177,172 2,136,145,154,163 2,297,391,43,415 2,356,354,343 3,24,217,231,245 3,445,586,645,622 3,535,531,515 VTI rapport 858 27
Bränsleförbrukning (l/mil) Tabell 12 Beräkning av merförbrukning för upp till 3 cm snö på vägen med densitet 5 kg/m 3 (l/mil). PB (cm) Hastighet (km/h) LBU Hastighet (km/h) LBS Hastighet (km/h) 7 8 9 1 (cm) 7 8 9 1 (cm) 7 8 9,,,,,,,,,,, 1,354,37,398,438 1,758,833,917 1,11 1,77,759,722 2,77,74,796,877 2 1,516 1,665 1,834 2,22 2 1,541 1,518 1,445 3 1,61 1,19 1,194 1,315 3 2,274 2,498 2,751 3,33 3 2,311 2,277 2,167 I Figur 5 är bränsleförbrukning för personbilar vid olika hastigheter med torr barmark, vatten respektive snö (1 kg/m 3 ) på vägen plottad, medan i Figur 6 är bränsleförbrukningen för dieseldrivna fordon inritade för de olika fordonstyperna (inkl. korrektionsfaktor för bf ft,alla/bf ftk). Bränsleförbrukningen för de olika fordonsklasserna inklusive siktklasserna för lastbilar med släp med 1,5 mm vatten på vägen (Figur 7) respektive 2 cm snömodd (Figur 8). 1,2 1,,8,6,4,2, barmark +2 mm vatten + 3 cm lös snö 7 8 9 1 Hastighet (km/h) Figur 5. Bränsleförbrukning för personbilar (bensin) vid olika hastigheter med torr barmark, vatten resp. snö med densitet 1 kg/m 3. 28 VTI rapport 858
Bränsleförbrukning (l/mil) Bränsleförbrukning (l/mil) 5 4 3 2 1 PB LBU LBS 7 8 9 1 Hastighet (km/h) Figur 6. Bränsleförbrukning (diesel) för olika fordonstyper vid olika hastigheter vid torr barmark, siktklass II. 8 7 6 5 4 3 2 1 6 7 8 9 1 11 Hastighet (km/h) 1,5 mm vatten Personbil bensin Personbil diesel Lätt lastbil bensin Lätt lastbil diesel Lastbil utan släp Lastbil m släp I Lastbil m släp II Lastbil m släp III Figur 7. Bränsleförbrukning för olika fordonstyper vid olika hastigheter med 1,5 mm vatten på vägen. VTI rapport 858 29
Bränsleförbrukning (l/mil) 8 7 6 5 4 3 2 1 6 7 8 9 1 11 Hastighet (km/h) 2 cm snömodd Personbil bensin Personbil diesel Lätt lastbil bensin Lätt lastbil diesel Lastbil utan släp Lastbil m släp I Lastbil m släp II Lastbil m släp III Figur 8. Bränsleförbrukning för olika fordonstyper vid olika hastigheter med 2 cm snömodd (4 kg/m 3 ) på vägen. I programmet för Vintermodellen används olika densiteter för lös snö och snömodd. Vid kombikörning är densiteten för lös snö satt till 1 kg/m 3 och för snömodd 4 kg/m 3. Vid plogning är densiteten för lös snö till 1 kg/m 3 och för snömodd 2 kg/m 3. 3 VTI rapport 858
Bränsleförbrukning (l/mil) 5. Resultat Eftersom det är bränsleförbrukningen som är det centrala i denna studie är det främst resultaten kring den som kommer att redovisas. Samtliga kostnadsberäkningar är baserade på kalkylvärden enligt ASEK4 med 26 prisnivå. 5.1. Bränsleförbrukningsmodellen I Figur 9 visas några exempel på olika bränsleförbrukning som uppstår på grund av olika hastigheter, vattendjup och snödjup med olika snödensitet på vägen för en bensindriven personbil. 1,4 1,2 1,,8,6,4,2, 7 8 9 1 Hastighet (km/h) Torr barmark 2 mm vatten 1 cm snö (1kg/m3) 1 cm snö (4kg/m3) 2 cm snö (1kg/m3) 2 cm snö (4kg/m3) Figur 9. Bensinförbrukning för personbil beroende av olika väglag i olika hastigheter. Störst påverkan på bränsleförbrukningen är det när hastigheten ökar från 7 km/h till 1 km/h och det är 2 mm vatten på vägen, det blir en förbrukningsökning med 37 %. Den största bränsleförbrukningen för en personbil är om det är 2 cm snö med hög densitet, dvs. snömodd på vägen och hastigheten är 1 km/h. Jämförs det med torr barmark är det en ökning av bensinförbrukningen med 12 %. För en hastighet på 7 km/h blir motsvarande ökning 98 %. 5.2. Förändring av driftstandardklass I rapporten Tema Vintermodell Kalibrering och Vidareutveckling av Vintermodellen (Arvidsson, 214) gjordes sammanlagt 14 tillämpningskörningar av modellen varav 6 stycken används även i denna studie (Tabell 1). Väglagsfördelningarna i de olika tillämpningskörningarna redovisas i Tabell 13. Bränsleförbrukning, utsläpp, åtgärder, olyckor och restiden från dessa körningar framgår av Tabell 14 Tabell 18. VTI rapport 858 31
Tabell 13. Väglagsfördelningen (%) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen. Tillämpningskörning Väglagsfördelning 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim TB 66,45 64,1 51,43 66,37 63,42 58,4 FB 15,94 14,37 9,37 15,99 14,11 5,74 VB 9,94 13,85 3,94 9,87 14,24 22,91 TUI/RIM 3,67 PS/TJI,1,17,5,1,17 1,41 LS/SM,13,31 1,23,13,31,42 S(B) 7,32 7,6 6,4 7,41 7,53 7,75 S(TUI),13,23,13,13,23,7 Tabell 14. Bränsleförbrukning (tusen liter) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen samt de totala kostnaderna (Mkr). Tillämpningskörning Bränsleförbrukning 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim Personbil, bensin 5 448 2 496 621 5448 2495 62 Personbil, diesel 2 148 984 245 2148 984 245 Lastbil utan släp 1 77 865 213 177 865 212 Lastbil med släp 3 821 1 883 517 3821 1883 516 Summa 13 187 6 228 1 596 13186 6226 1593 Kostnad (Mkr) 64 3 8 64 3 8 Genomsnittlig bränsleförbrukning per fordon (liter) 824,2 778,6 798,2 824,1 778,3 796,7 Genomsnittlig bränslekostnad per fordon (tkr) 4, 3,8 3,9 4, 3,8 3,9 32 VTI rapport 858
Tabell 15. Utsläpp av luftföroreningar (ton) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen samt de totala kostnaderna (Mkr). Tillämpningskörning Utsläpp av luftföroreningar 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim CO2 (ton) 3 737 14 538 3 732 3734 14533 3725 SO2 (ton),14,7,2,14,7,2 HC (ton) 15,46 7,73 1,93 15,46 7,73 1,93 NOx (ton) 244 122 3 244 122 3 Kostnad (Mkr) 65 31 8 65 31 8 Genomsnittlig utsläppskostnad per fordon (tkr) 4,1 3,9 4, 4,1 3,9 4, Tabell 16. Åtgärder (antal) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen samt de totala kostnaderna (Mkr). Tillämpningskörning Åtgärder 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim Förebyggande med saltlösning (4g/m2) 5 14 39 5 14 - Förebyggande med saltlösning (2g/m2) 72 63 38 72 63 - Kombikörning plog och befuktat salt (1g/m2) 42 37 37 37 37 - Kombikörning endast befuktat salt (1g/m2) 3 3 3 3 3 - Plogning - - - - - 12 Sandning - - - - - 68 Kostnad (Mkr) 1,19 1,16 1,24 1,14 1,16,65 VTI rapport 858 33
Tabell 17. Olyckor (antal) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen samt de totala kostnaderna (Mkr). Tillämpningskörning Åtgärder 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim Barmark 45,7 28,1 8,4 45,7 28, 7,8 Is/snö 38,6 2,2 5,1 38,9 2,8 8,8 Summa (Antal) 84,4 48,3 13,5 84,5 48,8 16,6 Kostnad (Mkr) 85 49 2 85 49 25 Tabell 18. Restid (tusen timmar) för de olika tillämpningskörningarna av Vintermodellen samt de totala kostnaderna (Mkr). Tillämpningskörning Restid 1 3 5 11 12 13 ÅDT 16 8 2 16 8 2 Standardklass väg 1 2 3 1 2 3 Standardklass drift 1 2 3 2 3 4 Startkriterium 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 2 cm Åtgärdstid 2 tim 3 tim 4 tim 3 tim 4 tim 5 tim TB 1 628 863 179 1 627 855 22 FB 395 196 33 396 192 2 VB 249 191 11 247 196 81 TUI/RIM 14 PS/TJI 3 3 2 3 3 6 LS/SM 4 5 5 4 5 2 S(B) 195 14 24 198 11 29 S(TUI) 3 3 3 3 Summa (tusen tim) 2 477 1 364 354 2 477 1 365 355 Kostnad (Mkr) 456 249 65 456 249 65 Genomsnittlig restid per fordon (tim) 154,8 17,6 176,8 154,8 17,6 177,4 Genomsnittlig restidskostnad per fordon (tkr) 28,5 31,2 32,3 28,5 31,2 32,4 Bränsleförbrukningen (Tabell 14) varierar mellan de olika körningarna, men det beror mestadels på den varierande trafikmängden, 16, 8 och 2 fordon. Den genomsnittliga förbrukningen i liter per fordon, utan hänsyn tagen till fordonstyp, är högst för vägen med vägstandardklass 1 (824 l), följt av vägstandardklass 3 och den lägsta förbrukning är på vägen med vägstandardklass 2 (778 l) (Figur 1). Förbrukningen beror främst på hastigheten på vägen, som är högre på en väg med högre vägstandard. 34 VTI rapport 858
Utsläpp CO2 (ton/ådt) Kostnad för utsläpp (kr/ådt) CO2, SO2, HC och NOx Bränsleförbrukning (liter/ådt) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 824,2 778,6 798,2 824,1 778,3 796,7 1 3 5 11 12 13 Tillämpningskörning Figur 1. Genomsnittlig bränsleförbrukning per fordon för 6 tillämpningskörningar i liter för en hel vintersäsong och en 1 km lång vägsträcka. Precis som bränsleförbrukningen varierar luftföroreningsutsläppen med trafikmängden, men även där påverkar hastigheten på vägen. Det genomsnittliga koldioxidutsläppet per fordon (Figur 11 vänster) är högst för vägstandardklass 1 (1,92 ton), medan de lägsta utsläppen är på vägarna där det är vägstandardklass 2 (1,82 ton). Kostnaden varierar mellan 394 och 461 kr per fordon (Figur 11 höger). Att det är högre utsläpp i vägstandardklass 3 än i vägstandardklass 2 hör ihop med högre bränsleförbrukning som i sin tur beror av väglaget (längre åtgärdstider, Tabell 13). 1,94 1,92 1,9 1,92 1,92 41 45 4 61,1 4 6,8 1,88 1,86 1,84 1,82 1,82 1,87 1,82 1,86 4 395 39 3 978,5 3 95,3 3 973,2 3 94,3 1,8 1,78 385 1,76 1 3 5 11 12 13 Tillämpningskörning 38 1 3 5 11 12 13 Tillämpningskörning Figur 11. Genomsnittligt utsläpp av CO 2 per fordon (ton) (vänster). Genomsnittlig kostnad för luftföroreningsutsläpp per fordon (CO 2, SO 2, HC och NOx) i kronor (höger). Beräknat för en hel vintersäsong och en 1 m lång vägsträcka. Antalet åtgärder beror på vilken driftstandardklass vägen har. VTI rapport 858 35