Kost-Nytte-Analyse Økt skulderbredde på vegen

Transkript

1 Kost-Nytte-Analyse Økt skulderbredde på vegen Johan Granlund, CTO Vegteknikk Vectura Consulting Bilde: M Birkeland Veger med smal skulder har generelt lav bæreevne nær kantlinjen, dype ytre hjulspor, sprekker og kantdeformasjoner. Dette gir høy ulykkesrisiko og økte vedlikeholdskostnader.

2 Oftere enn annenhver dag velter vogntog langs norske veier Korte tidsmarginer, manglende vegvedlikehold, dårlig vegdekke, smale veger og få eller manglende vegskuldre er blant årsakene, sier produktsjef Asbjørn Thaule i IF forsikring til NRK. INNLEDNING

3 Agenda Oppdragets omfang; alternative tverrprofiler H1 og Hø1. Trafikksikre møter mellom vogntog. Analysemetode; bæreevne nær vegkant og trafikksikkerhet. Kost-Nytte-Analyse; resultat og usikkerhet. H1: Beste K/N-kvot har vegbredde 8.0 m med 1 m vegskuldre og rumleriller, sammen ved 9.0 m med 1.5 m vegskuldre og sykkelfelt. Både disse tverrprofiler er lønnsom ved trafikk ned til ca 500 ÅDT. Hø1: Med 0.5 m vegskuldre er vegkanten helt ustabil. Utvidelse til 7.5 m med 3.0 m kjørefelt og 0.75 m vegskuldre skaper margin for møtet mellom vogntog og er lønnsom ved trafikk ned til under 500 ÅDT. OVERSIKT

4 Oppdragets omfang Kost-Nytte-Analyse av økt skulderbredde på vegen H1 Nasjonale hovedveger og øvrige hovedveger. ÅDT , 60 km/t Økt skulderbredde fra 0.75 m til 1.0 m eller 1.25 m. Resulterende vegbredde 8.0 m eller 8.5 m. Hø1 Øvrige hovedveger. ÅDT , 80 km/t Øke bredden av veien 6.5 til 7.5 m. VURDERING AV ØKT LEVETID FØR VEG OG AV ØKT TRAFIKKSIKKERHET

5 Hø1 Øvrige hovedveger. ÅDT , 80 km/t Over 60% av riks-og fylkesveger skal ha denne tverrprofil. Analysen er relatert til økt vegbredde fra 6.5 m til 7.5 m. MERK: Trafikksikre møter mellom vogntog: Kjørefeltbredde 2.75 m gir ikke toleranse for møte mellom vogntog med bredde 2.6 m (speil medregnes ikke)! Til dette skal legges margin for "outside off-tracking" av tilhengere. Ved 80 km/t på vinterføre gjenom kurve med radius 200 m* er off-sporingen ca 0.6 m. *Teknologisk Institutt, R51/1991. Forslag ved ny vegbredde 7.5 m: Øk kjørefeltbredde til 3.0 m, øk skulderbredde til 0.75 m. Dette er den samme tverrprofil som den eksisterende H1. Kjørefeltbredde 3.0 m innebærer obligatorisk breddeutvidelse i trange kurver. TVERRPROFIL HØ1

6 Vegens bæreevne ved kantlinjen NVF publikasjon 04/2012 Veger med smal skulder har rutinemessig lav bæreevne nær kantlinjen, dyp ytre hjulspor, sprekker og kantdeformationer. Beregningsmetode basert på utprøvde geotekniske prinsipper er publisert i NVF rapport 04/2012. Beregninger viser at med bare 0,25 m skulder og helling 1:3 kan vegkanten ha så lite som 45% av bæreevne ved vegens sentrum. VARIGE VEGKANTER MED NVF METODE

7 Vegens bæreevne ved kantlinjen (2) Avkjørsel gir god sidestøtte 7 cm dyp vegdeformasjon Merk: Eksplodert lastebildekk Bred skulder gir god sidestøtte NVF publikasjon 04/2012 Modellen er basert på klassisk geoteknisk beregning. De viktigste parametrene er: Helling hos indre skråning. Skulderbredde. Grøftedybde. Vegoverbygningens bæreevne. VARIGE VEGKANTER MED NVF METODE

8 Bæreevne ved vegens senter, H1 og Hø1 Belastning på planum fra 60 kn hjul og vegens tyngde er 111 kpa. Formel for bæreevne under firkantet "grunnlag" på friksjonsjord med endeløs utstrekning: Q/A = q*n q + 0.4* *B*N Innsetting av data og belastningsfaktorer henhold Terzaghi & Vesic (NVF rapport 04/2012) gir bæreevne Q/A = 333 kpa. Ved vegens sentre klares dermed belastningen 111 kpa. Sikkerhetsfaktoren før bæreevne under lastebilenes venstre hjul er 3.0; dvs margin er høy og god. BEREGNING MED NVF METODE AV BÆREEVNE

9 Kantbæreevne, tverrprofil H1 og Hø1 Vegkantens innvirkning: Minste skulderbredde uten reduksjon: B*N q 0.5 = 0.8* = 3.4 m. Reduksjonsfaktor for bæreevne er 1 - sin(2 ) og beror av overbygning (her 0.54 m), grøftdybte (0.35 m) og skulderbredde. Total belastning på planum: 111 kpa Skulderbredd Reduksjon 1-sin(2 ) Kantbæreevne Sikkerhetsfaktor Økt sikkerhetsfaktor 0.5 m (bef Hø1) kpa 0.96 Referense Hø m (bef H1) kpa 1.10 Ref. H1 / +15 % Hø1 1.0 m kpa % henhold H m kpa % henhold H1 UAKSEPTABELT LAV KANTBÆREEVNE VED ORIGINAL HØ1 SKULDERBREDDE 0.5 M % ØKT SIKKERHETSFAKTOR DERSOM H1 SKULDERBREDDE ØKES TIL 1.0 RESP 1.25 M

10 Utbedring av vegers tverrprofil.har til formål å gi alle trafikanter økte sikkerhetsmarginer, blant annet ved at vegen gjøres bredere, ved at det etableres vegskulder [TØI: Trafikksikkerhetshåndbok] Bred veg gir marginer ved svinger, bremsing, møte, forbikjøring og til å gjenvinne kontrollen på hendelsen. Gir mulighet til å skille gående og syklende fra kjøretøy. [Hb017 del C Veger] I områder med drivsnø bør skulderbredden økes med 1 m. [Hb017 del C Veger] Fast dekke på skulderen gir færre ulykker. [Sakshaug et al, 2004] Stabile vegkanter hindrer trafikkfarlig krenging i kjøretøy. [EU-prosjekten ROADEX III & IV] ÅRSAKSSAMMENHENG TRAFFIKKSIKKERHET

11 Virkning på ulykker av vegskuldre Anlegg av vegskulder => 17 % færre personskadeulykker. 0.3 m økt skulderbredde => 18 % færre personskadeulykker. Ekstra brede vegskuldre kan resultere i flere forbikjøringer og aggressiv kjøring. Denne effekt kan og må motvirkes, f x ved bruk av freste rumleriller. Rumleriller gir 29 % færre ulykker. (1.5 m brede skuldre med rumleriller har plass for sykkelfelt. Dette gir 13 % færre personskadeulykker på strekning) OPPNÅ DE GODE EFFEKTENE, MOTVIRKE DE NEGATIVE

12 Kost-Nytte-Analyse Nytte-aspekter ved bredere vegskuldre: Økt levetid / reduserte kostnader for drift og vedlikehold. Færre ulykker. Kost-aspekter: Forbedring av eksisterende veg (høyere kostnad per meter) Analyseperiode, restverdi og kalkylerente ifølge NOU 2012:16 Samfunnsøkonomiske analyser. PRISEN ER LETT Å MÅLE, MEN NYTTEN KAN VÆRE VANSKELIGERE Å VERDSETTE RETT

13 Referanse: Smal veg med svak vegkant Kalkylreferanse er 6 m asfaltert bredde og svak vegkant. (Gjennomsnittlig dekkebredde på riks- og fylkesveg Hø1 er 5,6 m, H1 5.8 m). Kantdeformasjon reparert i 1/4 av vegen, koster 200 kr / kvm per tilfelle. Nytt asfaltbelegg 100 kr/kvm År osv Reparerer deformasjoner Kalkylerente 4.0 %. Årlig kostnad 42 kr / år per meter veg (7.0 kr / m² * år belagt bredde) REFERANSE ER EKSISTERENDE VEGKONSTRUKSJON

14 Kalkyle for dagens tverrprofil H1 7,5 m vegbredde inkludert 2 x 0,75 m bred vegskulder. Eks: Investering i breddeutvidelse koster 900 kr per m og vegside. Nytt asfaltbelegg 100 kr/kvm År osv Reparerer deformasjoner Årlig kostnad 84 kr / år per meter veg (11.2 kr / m² * år belagt bredde) Restverdi ved år 40: 20 % av investering vegskuldre, 0 kr for dekke. NULLALTERNATIV H1 MED 7,5 M VEGBREDDE, HVORAV 2 X 0,75 M BRED VEGSKULDER

15 Alternativ H1 med 1,25 m utvidet skulder 8.5 m bredde og 2 x 1.25 m utvidet vegskulder m/u rumleriller. Exempel investering 1125 kr per m og side av vegen. Rumlerille koster 15 kr/m. Nytt asfaltdekke 100 kr/kvm År Restverdi ved år 40: 50 % av dekke + 20 % av investering vegskuldre. Årlig kostnad 92 kr / år per meter veg (10.9 kr / m² * år belagt bredde) ANALYSEALTERNATIV H1 MED 8.5 M VEGBREDDE OG 2 X 1.25 M BRED VEGSKULDER

16 Nyttekalkyle Trafikksikkerhet Analysen er basert på data for personskadeulykker (PSU) på eksisterende vegnett, (tab 3.9, Elvik, 2006). Riksveg 60 km/t, 2-felt uten kryss (=>H1) Ulykkefrekvens 17.0 PSU per 100 Mill kjøretøykm Skadekost 61 kr per 100 Mkkm Riksveg 80 km/t, 2-felt uten kryss (=>Hø1) Ulykkesfrekvens 14.3 PSU per 100 Mkkm Skadekostnad 72 kr per 100 Mkkm REFERANSEDATA FOR TRAFIKKULYKKER FORHOLD EKSISTERENDE VEGER MED "UNDERSTANDARD"

17 TS-nytte på riksveg 60 km/t (H1) Tverrprofil H1: Nasjonale hovedveger og øvrige hovedveger med ÅDT , 60 km/t Skulderbredde 1 m og 1,25 m gir tilsvarende ulykkesreduksjon. 1 m skulder kombinert med rumleriller gir mer TS-nytte enn 1.25 m skulder uten riller. Den største TS fordel oppnådd med bredeste vegskulder (1.5 m) i kombinasjon med rumleriller og sykkelfelt. TS-NYTTE TVERRPROFIL H1

18 Sammenligning for tverrprofil H1 Tverrprofil H1: Nasjonale hovedveger og øvrige hovedveger med ÅDT , 60 km/t 1 m og 1,25 m vegskuldre gir lik K/N. Rumleriller gir kraftig forbedret K/N av utvidet vegskulder. Lønnsamt 1,5 m bred vegskulder med rumleriller gir plass for sykkelfelt og er en av de to mest lønnsomme tverrprofilerne. H1: 1.25 M BRED VEGSKULDER MED RUMLERILLE OG SYKKELFELT ER LØNNSOMT VED TRAFIKK NED TIL 500 ADT

19 Sammenligning for tverrprofil Hø1 Vegtype Hø1: Øvrige hovedveger. ÅDT , 80 km/t. Ved å utvide kjørefelt fra 2.75 til 3.0 m skapes rimelig margin for møtet mellom 2,6 m vogntog. Dette reduserer ulykkene. Ulykkesrisikoen er ytterligere redusert med utvidete vegskuldre. Lønnsomt Bredere vegskuldre øker vegens holdbarhet og gir lengre intervall mellom vegvedlikehold. HØ1: 0.75 BRED VEGSKULDER ER LØNNSOMT VED TRAFIKK NED TIL 500 ADT

20 Mye nytte er uregistrert eller neglisjert Gjennomsnittlig rapporteringsgrad for trafikkulukker Antall skader Uregistrerte personskadeulykker (spesielt alvorlige og lett skadede) fører til at også nytte av reduksjon i personskadeulykker blir undervurdert. Materiellskade er helt neglisjert i vår analyse. Innvirkning på fremkommelighet, komfort og arbeidsforhold for yrkessjåfører er blitt neglisjert. MYE NYTTE ER UREGISTRERT ELLER NEGLISJERT

21 Rett vegstandard er blitt undervurdert Vegkost er godt kjent, men nytten fra redusert trafikkost er undervurdert. Derfor er analysene preget av systematisk skjevhet. Hvis alle trafikkostnader er blitt vurdert, blir høyere vegkost (dvs. bedre vegstandard) motivert. Dette innebærer at det er samfunnsøkonomisk lønnsomt med utvidete tverrprofiler også ved noe lavere trafikkvolum enn de framreknede. Sensitivitetsanalyse viser at vis trafikksikkerhetsnytten på grunn av uregistrering er 30 % høyere enn i vår analyse før tverrprofil Hø1: -Da flyttes lønnsomhetsgrense for utvidelse fra 500 ÅDT ned til ca 450 ÅDT. ANALYSENS NATUR ER SLIK AT OPTIMAL VEGSTANDARD KONSTANT UNDERVURDERES

22 Sammendrag Analysert alternativer for tverrprofiler H1 og Hø1. Trafikksikre møter mellom vogntog. Bæreevne nær vegkant analysert med NVF-metode. Trafikksikkerhetsnytte, med/uten uregistrerte ulykker. Kost-Nytte-Analyse; Rett vegstandard er blitt undervurdert. H1: Beste K/N-kvot har 8.0 m med 1 m vegskuldre og rumleriller, sammen ved 9.0 m med 1.5 m vegskuldre og sykkelfelt. Både disse tverrprofiler er lønnsom ved trafikk ned til ca 500 ÅDT. Hø1: Med 0.5 m vegskuldre er vegkanten ustabil. Utvidelse til 7.5 m med 3.0 m kjørefelt og 0.75 m vegskuldre skaper margin for møtet mellom vogntog og er lønnsom ved trafikk ned til under 500 ÅDT. SAMMENDRAG