Nya teknologier kommer att spela en större roll vid underhåll och förbättringar av det åldrande lågtrafikerade vägnätet. Dessutom krävs förbättrad fokusering; d.v.s.
fokusering på 1) trafikanternas behov, 2) timing, 3) lokalisering och 4)
problemdiagnoser och korrekta åtgärder för underhåll och förstärkning. (Saarenketo, 2006)
De senaste åren har det skett en snabb utveckling av modern sensorteknologi. När denna kan kombineras med positioneringstekniker (GPS) och trådlös kommunikation och informationsteknik, öppnas många nya möjligheter till effektivare skötsel av det lågtrafikerade vägnätet. Sensorer som installerats på fordon som dagligen trafikerar glesbygdsvägarna (t.ex. postbilar) skulle ge nya möjligheter att fokusera insatserna på vägnätet. (Saarenketo, 2006)
Om man ser på de nuvarande trenderna inom bilteknologi är det rimligt att tro att alla bilar i framtiden kommer att vara utrustade med GPS (Globalt Positionerings System) såväl som EPS (Elektroniskt Stabiliserings Program) eller andra liknande system som åstadkommer halkkontroll i sidled. I framtiden kunde t.ex. skolbussar och postbilar kunna sända GPS koordinater, till ett övervakningscentrum via mobiltelefonnätet, från platser där EPS systemet aktiverats. Dessa ”röda prickar” på kartan kunde då användas som indikatorer på dåligt vägtillstånd och att det därmed kan vara nödvändigt med driftåtgärder. Ett sådant system skulle också, på sikt, ge information om de vägavsnitt som alltid blir hala först och då kan driftåtgärder eller t.o.m. strukturella lösningar fokuseras på dessa sektioner. (Saarenketo, 2006)
Genom att registrera tillståndet för varje vägsektion direkt på en karta, t.ex. en GIS- karta på en webhemsida, kan kunskapen om statusen på vägnätet tydliggöras. Det ger också skogsägare, åkerier och andra väganvändare möjligheten att erhålla information och kunna planera och optimera sina transporter och rutter. Kartinformationen ger dessutom möjlighet för väghållaren att effektivisera underhållet genom att en förbättrad planering möjliggörs. Olika underhållsåtgärder på olika delar av vägnätet kan
koordineras. GIS tillståndskartor ger också bättre underlag för beslutsfattande beträffande vilka åtgärder som ska sättas in på vilken plats, vilket kommer att göra underhållet billigare och hjälpa till att hålla vägtillståndet vid en godtagbar standard. Metoden kan också användas för att kontrollera att vidtagna åtgärder ger önskad effekt. Med en enkel undersökningsmetod kan insamling av data ske relativt ofta. (Johansson et
al., 2007)
Andra nya teknologier för att utvärdera lågtrafikerade vägars tillstånd är moderna väderstationer och ultraljudssensorer för snödjup. Väderstationer har traditionellt bara installerats på huvudvägar, p.g.a. deras höga pris och behovet av telefonlinjer i sin närhet, men eftersom priset på stationerna nu sjunkit8, sändningen av data kan hanteras av mobiltelefonnätverk och elektrisk ström kan tillhandahållas av solpaneler, borde en
8 Kostnaden för de instrument som behövs uppgår till omkring 1 000 – 2 000 euros per instrument (Saarenketo, 2006).
mer storskalig användning vara möjlig. Dessa stationer skulle kunna installeras på samma platser som övervakningsstationer för tjällossning, så att data för temperatur, vind, nederbörd och avdunstning integreras. Väderstationen skulle också kunna utrustas med en sensor för mätning av snödjup på vägytan. (Saarenketo, 2006)
Nya sensortekologier ger möjlighet att samla in information i realtid om vägars tillstånd, fordonsbelastning, trafiksäkerhetsrisker o.s.v. och sedan skicka data för vidare
bearbetning och analys – och, om nödvändigt, sedan skicka den resulterande informationen vidare till lokal väghållare, eventuell entreprenör, och trafikanter. (Saarenketo, 2006)
I en svensk undersökning av Forslöf et al.(citerad av Johansson, 2006) utfördes
mätningar av ojämnheter med hjälp av postbilar utrustade med accelerometrar. Tanken var att fordon som dagligen trafikerar ett visst vägnät också skulle kunna utföra
tillståndsmätningar. Utrustning visade sig dock ha problem med driftsäkerheten. I Skottland har Forest Enterprise ett pilotprojekt (RoadDoctor) som involverar utvärdering på nätverksnivå av det strukturella tillståndet hos skogsbilvägnätet. Skogsbilvägarna undersöks med GPR och en portabel FWD. IRI mäts också i vissa vägsektioner genom användning av accelerometer baserad på ett IRI datainsamlings- system. Samtidigt som GPR data samlas in spelas också en digital video av vägen in med positionering från ett GPS-system. (Saarenketo, 2006)
Ett problem med IRI-värden, speciellt på grusvägar, är att de inte kan mätas tillförlitligt med användning av lasersensorer. Svenska tester visar också att IRI-värden möjligtvis inte behöver vara den bästa indikatorn för körkomfort på lågtrafikerade vägar och att vertikala accelerationsvärden skulle kunna vara mycket bättre indikatorer. Projektet ROADEX III ämnar fokusera på dessa saker under vägledning av Johan Granlund. (Saarenketo, 2006)
Beträffande övervakning av tjällossningen tyder resultat från ett ROADEX projekt på att övervakning med Dynamisk Konpenetrometer (DCP) har stor potential. Den ger information om både styvhet, vars data visade sig extra värdefull vid insamlande vid skilda belastningsnivåer, och tjäldjup. Dessutom är den billig och enkel att använda. (Aho och Saarenketo, 2006a)
5
Strukturellt tillstånd
Det strukturella tillståndet hos en väg är den mest kritiska parametern för tillgångs- värdet hos det lågtrafikerade vägnätverket. Det strukturella tillståndet för en väg har stor påverkan på kostnaderna för väghållarna på lång sikt men samtidigt kan, t.ex. en
grusväg i ett dåligt strukturellt tillstånd, orsaka omedelbara betydande problem på kort sikt beträffande tillgängligheten under tjällossningsperioden. Även ett dräneringssystem i dåligt strukturellt tillstånd kan orsaka plötsliga tillgänglighetsproblem, speciellt efter kraftigt regn. Kraftigt regn kan t.ex. orsaka erosioner på lågtrafikerade vägar om dräneringssystemen är undermåliga. (Berntsen och Saarenketo, 2005)
Genom att hålla dräneringssystemet i ett bra tillstånd är det möjligt att förlänga beläggningens livstid med en faktor 1,5–2,5 (Saarenketo, 2006). Förbättring av det strukturella tillståndet kan också ha positiva effekter genom att tjällossningsproblemen minskas, vinterväglaget förbättras och kostnaden för vinterdriften minskas. Att t.ex. höja profillinjen för en väg som ligger på plan mark eller i lågt liggande dalar minskar problem med ansamling av snö på grund av drivbildning.
Många faktorer påverkar det strukturella tillståndet hos en väg; källan till problemet kan vara relaterat till:
• Dålig kvalitet hos de bundna materialen,
• Dålig kvalitet hos eller för tunna obundna lager,
• Dålig kvalitet i konstruktion och utförande, t.ex. packning, • Svaga jordarter i undergrunden eller
• Dåligt fungerande dränering (Saarenketo, 2006).
Det största problemet för alla typer av vägar är vatten. Därför är det viktigt att vägytan utformas med tillräckligt tvärfall och bra dränering.
Nästan allt jordmaterial i naturen innehåller en viss mängd vatten i porerna. När detta vatten fryser utvidgas det så att volymen ökar med ungefär 9 %. Om porerna innehåller luft kan den ökade volymen i viss mån tas upp av porerna utan att jordens volym ökar. Skulle däremot alla porer vara helt fyllda med vatten kommer jordvolymen att öka med ca 9 %, vilket kommer att märkas genom att markytan höjs. Ju högre grundvattenytan står desto kortare tid tar det för vatten att sugas upp och desto snabbare växer isskiktet, vilket leder till större tjällyftning. Det är därför viktigt att vägkroppen är väl dränerad. Vid köldgrader kommer frysgränsen att flytta sig allt längre ner i marken, dvs tjäl- gränsen tränger allt längre ner i jordmaterialet. I allmänhet innebär en sådan ganska måttlig höjning av en vägyta inga större problem. Betydligt allvarligare blir det om vatten genom kapillär sugning kan strömma upp från grundvattenytan till den gräns i marken där vatten fryser, där det sedan kan frysa och bilda tjocka islinser. Då kan tjällyftningen i en vägyta uppgå till flera decimeter. Tjällyftningen varierar mellan olika jordarter men finkorniga jordarter är mest tjälfarliga. (Alzubaidi, 1999b; Magnusson och Edvardsson, 2012)
Bortsett från problemet att tjällyftningarna i allmänhet är ojämna, så har en tjälad väg mycket hög bärförmåga och kan då bära mycket höga laster. Stora problem kan dock uppstå vid tjällossningen på våren, då all den is som samlats i vägkonstruktionen smälter. Då uppstår nämligen stora vattenöverskott i konstruktionen och vid belastning uppnås så höga vattentryck att konstruktionen helt förlorar sin bärförmåga. Tjälen tinar både uppifrån och nerifrån. Uppifrån pga. vårsolens inverkan och den ökade luft- temperaturen och nerifrån pga. markvärmen från jordens inre. Detta märks först på vägytan, speciellt på grusvägar, som blir smetiga och får så låg ytbärighet att spår bildas
i ytan när tunga fordon trafikerar vägen. Det är dock allvarligare när lagren nere i vägkonstruktionen också blir vattenmättade och förlorar sin bärförmåga. Vid belastning kan då hela konstruktionen tryckas sönder. (Magnusson och Edvardsson, 2012)