MainTech konferansen 2016 Drift og Vedlikehold av veger Tilstandsstyrt vedlikehold av vegdekker Trond Michael Andersen Statens vegvesen, Vegdirektoratet Avdelingsdirektør Vegteknologi 30. mars 2016
Innhold Innledning Mål Organisasjon Vegteknologi Intelligente transportsystemer Eksempelprosjekter: E39/E8 Hvorfor degradering? Bakgrunn: vegnett, tunneler og broer Tilstandsstyrt vedlikehold av vegdekker Skadetyper Tilstandskartlegging System for vedlikeholdsplanlegging «Pavement management» system - PMS 11.03.2015
Foto: Knut Opeide Foto: Knut Opeide Foto: Henriette E. Busterud Foto: Knut Opeide Nasjonale mål for transportpolitikken i Norge Fire hovedmål Framkommelighet Trafikksikkerhet Miljø Universell utforming 05.04.2016
Slik er vi bygget opp Organisasjonskart for Statens vegvesen
Vegdirektoratet
VEGTEKNOLOGI Trond Michael Andersen Seksjonsleder Terje Lindland Faggruppeleder VEGNORMALER Øystein Larsen Faggruppeleder DRIFT OG VEDLIKEHOLD Brynhild Snilsberg Faggruppeleder VEGTEKNIKK Randi Eggen Bård Nonstad Joralf Aurstad Odd Durban Hansen (Oslo) Marit Fladvad Åge Sivertsen Leif Jørgen Bakløkk Torleif Haugødegård (Hamar) Jostein Aksnes Katja-Pauliina Rekilä Rabbira Garba Saba Torbjørn Jørgensen (Oslo) Terje Giæver Dagfin Gryteselv Doreen Siebert (NTNU) Kjell Arne Skoglund Kai Rune Lysbakken Nils Sigurd Uthus Johan Wåhlin (illa 2016) 6 Bjørn Hoven 05.04.2016 Jon Dahlen Per Brandli (40%) (Oslo)
Hva er vegteknologi? Innen fagområdene Vegteknologi Drift og vedlikehold Vegplanlegging har vi ansvar for drive: FOU Produsere læremateriell og normaler Undervisning, veiledning og rådgivning Internasjonal kontakt Fagansvar for måling av vegtilstand gjennom vegregisteringsutstyr for spor/jevnhet, vegbilder og måling av friksjon Vegteknologi handler om vegens utforming, konstruksjon og oppbygging (overbygningsteknologi) i tillegg til drift og vedlikehold. Vegteknologi spenner over blant annet asfaltteknologi, dimensjonering av dekke- og overbygningskonstruksjoner og vedlikehold. En viktig del av fagområdet er knyttet til veger og vegdekkers funksjonsegenskaper, herunder måling av bæreevne, spor, jevnhet, friksjon, akustiske egenskaper (støy) med mer. Vegteknologi omfatter også kvalitetskontroll og laboratorievirksomhet.
Kjøretøy, veg og omgivelser utveksler informasjon Kooperative/samhandlende system i fokus 8
Verktøy Trafikkdata - Sanntid og statistikk Trafikkmengde Kjøretøykategorier Fart
Registrering av føre/friksjon Test utført i prosjektet Road Status Information 05.04.2016
Utfordringer Teknologien gir oss mange nye muligheter. Men det er viktig å være oppmerksomme på og samle kunnskap om utfordringer: Personvern Samspill menneske-teknologi Datakvalitet Big Data store datamengder Ansvarsforhold fører vs bilprodusent Markedsutbredelse/forretningsmodeller Harmonisering/standardisering Kommunikasjonsløsninger/infrastruktur
Eksempel: Aurora/Borealis: E8 Highways 4 and 21 Both E-roads are highly important international corridors E8 from Tornio to North is the most important route to Norway, lots of fish transports, will be quadruple to 4 million tons per year Geometry, width and partially bearing capacity are problematic. In addition extreme winter conditions are challenging. Major routes for long distance cargo and passenger traffic Enhancement of these roads supports developments in the Barents area and tourism 2 1 E8 4 E75 12
Intelligent infrastructure asset management Enable Aurora open test site E8 will be equipped with In all improved sections - Optic fibre - Electricity available - Empty sheatings for future cables or fibres - Installation wells 23.1.2015 In selected sections - Magnetic road markings/paintings - Metallic (inductive) sensors - Frost sensors/perco stations - Accelerometers - Sideline wire - Road weather station(s) - Instruments/sensors beside the road - Travel time/traffic speed measurement equipment - Incident and accident information 13
Intelligent infrastructure asset management Tackle the negative effects caused by autonomous driving - Tyre wander study - Analysis of measurements to identify weak links - Analysis of measurements to determine best measures for increased lifecycle - Improvement of drainage in critical sections - Utilize car fleet to gather and measure info - Road signs in digital database (to be delivered) 23.1.2015 14
Litt om dimensjonering Husbygging Vegbygging?
fiende nr 1
frost og tele
Aksellast Ringtrykk Supersingeldekk Piggdekk Hastighet Vridningskrefter Horisontale krefter +++ trafikkbelastninger
riktig materialbruk
datafangst og -håndtering
Det meste står her
Statens vegvesen forvalter 10.600 km riksveg og 44.000 km fylkesveg Total årlig kostnad til drift og vedlikehold: ~ 5,1 (rv) + 6,8 (fv) 11,9 mrd. kr i 2014 26 % Vegdekker (6) 23 % Vegutstyr og miljøtiltak (7) 18 % Vinterdrift (9) 6 % Tunneler (3) 5 % Bruer og ferjekaier (8) 5 % Drenering (4) <1 % Vegfundament (5) 17 % Andre oppgaver (0/1/2) 11.03.2015
Statistikk vegtunneler pr. 1.jan 2016 1126 vegtunneler -525 lenger enn 500 m -601 kortere enn 500 m 1129 km totalt 33 undersjøiske vegtunneler Ca.40 under bygging
Forfall på vegnettet i Norge Hele riksvegnettet 25 40 mrd. -herav tunnel 50 % -30 % av tunnelene er eldre enn 30 år Hele fylkesvegnettet 15 25 mrd. -herav tunnel 60 % -74 fv-tunneler > 4,0 m skiltet høyde
Forfall Riksveger
Forfall Fylkesveger
Bakgrunn Hvorfor kartlegge dekketilstand? Trafikantene skal ha et sikkert og framkommelig vegnett Vegnettet = store verdier Må forvaltes på en god måte Tilstandsstyrt vedlikehold Tilstandsdata er grunnlag for planlegging Hvor? Når? Hvordan? Krav angitt i vedlikeholdsstandarden (Håndbok R610) Dokumentasjon av behov og rapportering av oppnådd resultat Årlig behov + Forfall = akkumulert forsømt vedlikehold Hva skjer hvis det ikke bevilges «nok»? FoU dokumentasjon, tilstandsmodeller mm. 11.03.2015
Tilstandsdata - ulike nivå Bruk av tilstandsdata på ulike nivå Vegnettsnivå Overordnet tilstand og utvikling over tid Behov: NTP / Handlingsprogram / Årlige budsjett 11.03.2015
Tilstandsdata - ulike nivå Bruk av tilstandsdata på ulike nivå Vegnettsnivå Overordnet tilstand og utvikling over tid Behov: NTP / Handlingsprogram / Årlige budsjett Prosjektvalg-nivå Identifisering av kandidater for vedlikehold Prioritering/valg innenfor et gitt budsjett 11.03.2015
Tilstandsdata - ulike nivå Bruk av tilstandsdata på ulike nivå Vegnettsnivå Overordnet tilstand og utvikling over tid Behov: NTP / Handlingsprogram / Årlige budsjett Prosjektvalg-nivå Identifisering av kandidater for vedlikehold Prioritering/valg innenfor et gitt budsjett Prosjektnivå Tilstand/tilstandsutvikling for vegstrekning Identifisering av skadeårsaker Valg av konkrete tiltak 11.03.2015
11.03.2015
Vedlikeholdsstandard - Håndbok R610 (tidl. Hb 111) R610 Standard for drift og vedlikehold Standardkravene angir de tiltaksutløsende nivåer som samfunnet er tjent med Gjelder for riksveger Tilstandskrav til eksisterende vegdekker Maksimal spordybde og ujevnhet (på langs) Minimum friksjon Krav knyttet til sprekker, hull, tverrfall, langsgående kanter mm. Siste versjon av Håndbok R610 - august 2012 Helt ny struktur/oppbygging Skjerpet krav til maks. spordybde på veger med høy trafikk Enkelte oppgaver fases inn i driftskontraktene før 2014 11.03.2015
Vedlikeholdsstandard (R610) Eksempel på krav Ujevnhet på tvers (spordybde) Tilsvarende krav til ujevnhet på langs (IRI), friksjon, sprekker/krakelering, tverrfall, hull og høydeforskjeller Krav også på G/S-veger 11.03.2015
Tilstandskartlegging Skadetyper - Veg med asfaltdekke Skadekatalog Håndbok V261: Langsgående sprekker Tversgående sprekker Krakelering Slaghull Andre overflateskader Ujevnheter Spor 11.03.2015
Skadetyper veg med asfaltdekker Langsgående sprekker Mulige årsaker Overbelastning nær vegkant Ujevnt telehiv Breddeutvidelse Mangelfull utkiling Skjærdeformasjon/utglidning Dårlig asfaltskjøt Refleksjonssprekker 11.03.2015
Skadetyper veg med asfaltdekker Tversgående sprekker Mulige årsaker Kulde (Lav temperatur) Svinn i sementstabilisert bærelag Telehiv eller annen deformasjon Mangelfull utbedring etter gravearbeider Refleksjonssprekker 11.03.2015
Skadetyper veg med asfaltdekker Krakelering Mulige årsaker Utilstrekkelig bæreevne Dårlig drenering For tynt asfaltdekke Vannømfintlige materialer for nær dekket For stivt vegdekke 11.03.2015
Skadetyper veg med asfaltdekker Hull Mulige årsaker Videreutvikling av krakelering Lokale partier med svært dårlig dekke (inhomogenitet/separasjon, dårlige skjøter, lav leggetemperatur, e.l.) Tynt dekke og dårlig vedheft 11.03.2015
Andre overflateskader Ujevn overflatestruktur, åpne skjøter, blødning, steinslipp, mekaniske skader Mulige årsaker Separasjon/lassbytter Regnvær under utlegging Feil mengdesammensetning Dårlig vedheft Brøyteskader Aldring 11.03.2015
Ujevnheter Mulige årsaker Ujevnt telehiv Setninger Etterkomprimering ustabilitet (dekke/vegfundament/undergrunn) Skjærdeformasjoner 11.03.2015
Spor (ujevnhet på tvers) Mulige årsaker Piggdekkslitasje Deformasjoner Store trafikkbelastninger på veger med bærelag av telefarlige/ustabile grusmaterialer 11.03.2015
11.03.2015 Måling av spor/jevnhet/tverrfall og tekstur med ViaPPS: Norsk vegprofilskanner - utviklet i 2007
Tekniske data «gml» ViaPPS: 140 rotasjoner/sek; tverrprofilavstand 16 cm v/80 km 4 m målebredde, 600 punkt oppløsning (6-7 mm avst.) Måler: tverrprofilet lengdeprofil/iri tekstur/mpd Vegbilder Kan detektere: vegmerkingslinjene asfaltkant sprekker homogenitet 11.03.2015
11.03.2015 ViaPPS måle- og beregningsmetoder
11.03.2015 FoU: Detektering av sprekker med ViaPPS
FoU: Måling av tekstur/separasjon over et areal Separasjon 11.03.2015
Ujevnhet på langs: IRI (International Roughness Index) 11.03.2015 Måles med laser montert på samme målebil som ViaPPS
Ny generasjon laserskanner 360 graders skanning Ca. dobbelt så høy oppløsning (målepunkttetthet) Bedre grunnlag for bl.a. detektering og registrering av skader (sprekker, tekstur, homogenitet) Potensielt nye anvendelsesområder: 11.03.2015
11.03.2015 Dataflyt fra målebil til vedlikeholdsplan
Bruk av spor-/jevnhetsdata Utviklingsindikator på vegnettsnivå andel av vegnettet som har «tilfredsstillende dekketilstand» (evt. «dårlig og svært dårlig ) Viktige grunnlagsdata for identifisering og prioritering av strekninger som trenger vedlikehold Integrert i dekkevedlikeholdssystemet Beregning av vedlikeholdsetterslep NB! Også andre parametere enn spor/jevnhet kan utløse behov for dekkevedlikehold 11.03.2015
11.03.2015 Dårlig: spor 18-24 mm IRI 3,1 4,4 mm/m Svært dårlig: spor 25mm IRI 4,5 mm/m
11.03.2015 Dårlig: spor 18-24 mm IRI 3,1 4,4 mm/m Svært dårlig: spor 25mm IRI 4,5 mm/m
Hva bør forventes av dekkelevetid? Normert dekkelevetid Normert dekkelevetid er den dekkelevetid man bør forvente på en veg som er dimensjonert riktig og under normale klima- og belastningsforhold Fra håndbok N200 Vegbygging: Forholdet mellom opptredende observert og normert dekkelevetid brukes til å anslå behov for forsterkning 11.03.2015
System for vedlikeholdsplanlegging - SVV Vedlikehold av vegdekker - Planleggingsgrunnlag Tilstandsbasert Måler spor, ujevnhet på langs, tverrfall, tekstur/friksjon Tilleggsinformasjon: Lokale skader, hull osv. Vedlikeholdsstandard (Hb R610 gir tiltaksutløsende nivå) Dekkevedlikeholdssystem (PMS) Systematisk planlegging av dekkevedlikeholdet Utarbeidelse av konkurransegrunnlag Håndtering av mottatte tilbud 11.03.2015
(Svv) 11.03.2015 Utviklet i samarbeid med
PMS2010 Forenklet systemarkitektur Vegdekke (nylagte dekker) 11.03.2015
Eksempel på tilstandsutvikling for en strekning SPOR Vedlikeholdsstandard UJEVNHET (på langs) 2000 2014 11.03.2015
Eksempel på detaljerte data langs en strekning 11.03.2015
Eksempel på detaljerte data langs en strekning 11.03.2015
11.03.2015
11.03.2015 PMS2010
Vegbilder: godt supplement til målinger 11.03.2015
11.03.2015
Kontraktsdokumenter med detaljert beskrivelse 11.03.2015
11.03.2015 SLUTTPRODUKT: Ferdig plan for dekkevedlikehold
Andre tilstandsmålinger som også gjøres (men ikke på hele vegnettet) Nedbøyningsmålinger (fallodd) Georadar Friksjon (sommer) Oppgraving 11.03.2015
Manuell visuell kartlegging av tilstand Brukes ikke i stor utstrekning Ved planlegging av forsterkningstiltak Oppfølging av forsøksstrekninger 11.03.2015
11.03.2015 Tilstanden til andre vegobjekter også viktig!
Oppsummert: Tilstandskartlegging av vegdekker er viktig for optimal forvaltning av vegnettet Dekketilstand viktig for brukerne av vegene og omgivelsene Trafikksikkerhet, fremkommelighet, miljø Ivaretakelse av vegkapitalen Dekket er vegens tak Andre tiltak også viktige: Drenering, forsterkning, breddeutvidelse ++ Mye penger brukes årlig til dekkevedlikehold Rv+Fv ca. 2-3 mrd. kr. årlig (3,1 mrd. i 2014) (+ kv =?) Viktig å forvalte midlene på best mulig måte 11.03.2015
11.03.2015 Takk for oppmerksomheten!