Effekter av valg av driftsstrategier Harald Norem, Statens vegvesen
Hva påvirker valg av vinterdriftsstrategi? Framkommelighet Kjørehastighet Regularitet Komfort Kapasitet Sikkerhet ---------------------- Miljø Kostnader
Alternativer for å bedre friksjonen Piggdekk Begrenset effekt Ikke alle trafikanter kan påbys å ha piggdekk Stor vegdekkeslitasje Skaper svevestøv Sand Begrenset effekt Ressursproblem Kan skape svevestøv Sand må fjernes om våren Salt God effekt under egnete klimatiske forhold Store miljøproblemer Jord og vann Korrosjon Betong Miljøproblemene i vinterdriften skyldes at vi som trafikanter forventer å kunne kjøre i 8 km/t om vinteren Hjulet ble ikke oppfunnet mens det var snøføre
Problemstilling for studentgruppen som vurderte effekter av sanding og salting Sanden tetter kummer og sandfang. Sand legger seg i rørene og reduserer kapasiteten. Salt trenger inn i betongen i rørene og armeringsjernet korroderer.
Resultater fra sandfang Alle undersøkte sandfang hadde sedimenter helt opp til avløpsrøret. Inspeksjonskummene var i liten grad fylt opp
Saltangrep på kummer Enkelte kummer hadde blottlagt armering De største skadene var i øvre del av kummen
Ledningsevne og klorinnhold Det ble målt både høy ledningsevne i vannet i kummene og høyt kloridinnhold i betongprøvene fra kummene
Driftsstrategier Vi har i prinsippet bare to aktuelle driftsstrategier: Bruk av sand; Vintervegsstrategi Bruk av salt; Barvegsstrategi Fastsand Spreding av salt
Nedbør/time (mm/h) Nedbør pr. time (mm/h) Effekt av salt/sand i forhold til temperatur og nedbör 2,5 2 1,5 1 Salt har ingen effekt Det kreves store mengder salt Effektivitet av salt i forhold til temperatur og nedbör,5 Salt har god effekt -2-18 -16-14 -12-1 -8-6 -4-2 Vegbanetemperatur ( o C) 2,5 2 Ikke behov for sanding Effektivitet av sand i forhold til temperatur og nedbör 1,5 Sand, tørr eller saltblandet (Lite effektivt) 1,5 Varmbefuktet sand -2-18 -16-14 -12-1 -8-6 -4-2 Vegbanetemperatur ( o C)
Andel av trafikkarbeidet på snø og is (%) Framkommelighet Andel snø og is på vegene for saltete og usaltete veger,7,6,5 Salt A1+A2 Salt A3+A4 Uten salt B1+B2,4,3,2,1 Søndre Sverige Midtre Sverige Nedre Nordre Sverige Øvre Nordre Sverige
Beregning av kapasitet i kryss Akselerasjon og retardasjon avhengig av friksjonen Retardasjon Aksellerasjon
Beregnet kapasitet i kryss Antatt minimal luke mellom bilene
Beregnet kapasitet i kryss Endring i antall biler som passerer i løpet av en grøntlysperiode
Accident rate, (FSI/mill veh.km) Sikkerhet og driftsstrategi Accident rates for fatalities and seriously injured (FSI). Central Sweden and maintenance classes A3 and A4,35,3,25,2,15,1 Thin ice or rime Loose snow or slush Packed snow or thick ice,5 Dry bare road Moist or wet road,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage
Accumulated accidents (FSI) Akkumulerte ulykker,8,6,4 Accidents on snow and ice surfaces Accidents related to driving on snow and ice,2 Accident rate for bare road Ratio of vehicle mileage on bare roads,2,4,6,8 1 Ratio of traffic work Accidents on bare roads Ratio of vehicle mileage on snow and ice
Accumulated accidents (FSI) Accumulated accidents (FSI) Akkumulerte ulykker, sentrale Sverige,8,6,4 Accidents on snow and ice surfaces Accidents related to driving on snow and ice,2 Accident rate for bare road Ratio of vehicle mileage on bare roads,2,4,6,8 1 Ratio of traffic work Accidents on bare roads Ratio of vehicle mileage on snow and ice,7,6,5 Central Sweden B1+B2,4,3 Snow and ice A3+A4,2,1 Bare roads A1+A2,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage
Accumulated accidents (FSI) Accumulated accidents (FSI) Accumulated accidents (FSI) Akkumulerte ulykker, øvre nord,8,7,6 Central Sweden,6,4 Accidents on snow and ice surfaces Accidents related to driving on snow and ice,5,4 Snow and ice B1+B2 A3+A4,3,2 Accident rate for bare road Ratio of vehicle mileage on bare roads,2,4,6,8 1 Ratio of traffic work Accidents on bare roads Ratio of vehicle mileage on snow and ice,2 Bare roads A1+A2,1,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage,9,8,7 Upper Northern Sweden A3+A4 A1+A2,6,5,4 Snow and ice B1+B2,3,2 Bare roads,1,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage
Relative accident rate Relative accident rate Accident rate Accident rate Optimist/pessimist-modellen b Snow/ice covered roads a Bare road Snow/ice covered roads a Bare road Vehicle mileage in winter The optimist model Vehicle mileage in winter The pessimist model 1 1 9 9 8 8 7 7 6 6 5 4 Accident rate for driving on snow/ice surfaces 5 4 Accident rate for driving on snow/ice surfaces 3 3 2 1 Accident rate for driving on bare roads 2 1 Accident rate for driving on bare roads,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Ratio of vehicle mileage
Accident rates for fatalities and severe injured (FSI/mill-veh-km) Accumulated accidents, FSI Ulykker i forhold til andel kjøreforhold,35,3,25 UNS-A1+A2 y =,2792e -2,5374x FSI-snow/ice FSI-bare road Poly. (FSI-bare road) Expon. (FSI-snow/ice),9,8,7,6 UNS-A1+A2 UNS-A3+A4 Regression line based on data points y = -,2917x 2 +,252x +,33,2 UNS-A3+A4,15,1,5 y = -,1439x 2 +,98x +,211 UNS-B1+B2,1,2,3,4,5,6,7 Ratio of vehicle mileage on snow and ice,5,4,3,2,1 Calculated accidents based on regression lines in Fig 19,1,2,3,4,5,6,7,8 Ratio of vehicle mileage on snow and ice UNS-B1+B2
Antall vinterulykker for saltete/usaltete veger etter optimistmodellen: Accident rate Usaltet veg:,5 (Andel bar veg) x 1 (U f ) =,5,5 (Andel snø/is veg) x 2 (Uf) =1, Sum =1,5 Saltet veg,8 (Andel bar veg) x 1 (Uf) =,8,2 (Andel snø/is veg) x 2 (Uf) =,4 Sum = 1,2 Forholdstall: 1,2/1,5=,8 (2% færre ulykker med å salte) Snow/ice covered roads a Bare road Vehicle mileage in winter The optimist model
Ulykker vinter/sommer, Rämä 22 (Effekt av lavere vinterfartsgrense) Pirka Rämä, VTT, 21
Accident rate ratio, winter/summer Forholdstall vinter/sommerulykker Sverige 1,6 1,4 A1+A4 1,2 1 B1+B2,8,6,4,2 Southern Sweden Central Sweden Lower Northern Sweden Upper Northern Sweden
Winter/Summer accident ratio for injuries. Accident rate ratio, winter/summer 1,6 1,4 Forholdstall vinter/sommerulykker Finland A1+A4 1,2 1 B1+B2,8,6,4,2 Southern Sweden Central Sweden Lower Northern Sweden 1,4 Upper Northern Sweden 1,2 1 Coastal areas Inland,8,6,4,2 <15 15-6 >6 AADT
Forfoldstall vinter/sommer Accident rate ratio, winter/summer Winter/Summer accident ratio for injuries. Forholdstall sommer/vinterulykker 1,6 1,4 1,4 A1+A4 1,2 Coastal areas 1,2 B1+B2 1 Inland 1,8,8,6,4,2,6,4,2 Southern Sweden Central Sweden Lower Northern Upper Northern Sweden Sweden <15 15-6 >6 AADT Vinter/sommer ulykker for saltet/usaltet vegnett avhengig av fartsgrense (SINTEF 1995) 1,6 1,4 1,2 1,8 Usaltet Usaltet Saltet,6 Saltet,4,2 5-7 km/t 8-9 km/t Fartsgrense
Accident ratio for bare roads, winter/summer Accumulated accidents (FSI) Forholdstall for ulykker på barveg vinter/sommer,8 Usommer=k Uvinter,6,4 Accident rate for bare roads in summer Accidents on snow and ice surfaces Accidents related to driving on snow and ice,2 Accident rate for bare road Ratio of vehicle mileage on bare roads,9,2,4,6,8 1 Ratio of traffic work Accidents on bare roads,8,7 A1+A4 Ratio of vehicle mileage on snow and ice A1+A4 A1+A4 A1+A4 B1+B2,6 B1+B2 B1+B2,5 B1+B2,4,3,2,1 Southern Sweden Central Sweden Lower Northern Sweden Upper Northern Sweden
Konklusjoner Med hensyn til framkommelighet og kapasitet gir bruk av salt langt flere dager med gode kjøreforhold Effekten av salt med hensyn til ulykker er usikker. Ting kan tyde på at vi tar ut de bedrede kjøreforholdene ved å øke hastigheten framfor å øke sikkerheten, og at vi kjører vesentlig mer forsiktig på usaltete veger, selv på bar veg om vinteren I områder og perioder med strengt vinterklima fører bruk av salt sannsynligvis til flere ulykker. Uansett valg av strategi vil vi fortsatt ha dager med vanskelige kjøreforhold og stor ulykkesfrekvens. Det er ennå uklart hva vi ønsker å gjøre disse dagene for å få ned ulykkestallene
Konklusjoner Salt bør prinsipielt brukes der: Det er store trafikkmengder og store trafikkhastigheter om vinteren Det er kapasitetsproblemer I områder og perioder med hyppige vekslinger mellom +/- o C Det er moderate snømengder Sand (Fastsand) bør prinsipielt brukes der: Det er begrensete trafikkmengder Mindre hyppige vekslinger mellom pluss og minusgrader Temperaturer under -8 o C forekommer ofte Det bør ikke være hurtige vekslinger mellom bruk av salt og fastsand
T= -6 o C Is (rent vann) Konsentrert saltlake Vegdekke T= -4 o C