Tema Vintermodell : kalibrering och vidareutveckling av Vintermodellen

(1)

www.vti.se/publikationer

Anna K. Arvidsson

Tema Vintermodell

Kalibrering och vidareutveckling

av vintermodellen

VTI rapport 826 Utgivningsår 2014

(2)

(3)

Utgivare: Publikation:

VTI rapport 826

Utgivningsår: Projektnummer: Dnr:

2014 80737 2000/0676-28

581 95 Linköping Projektnamn:

Kalibrering och Vidareutveckling av Vintermodellen

Författare: Uppdragsgivare:

Anna K. Arvidsson Trafikverket

Titel:

Tema Vintermodell - Kalibrering och vidareutveckling av vintermodellen

Referat

Projektet kallat Tema Vintermodell startades i början av 2000-talet. Tanken var att beskriva

konsekvenserna av olika strategier inom vinterväghållningen och därmed göra det möjligt att kunna beräkna de samhällsekonomiska kostnaderna. Programmet Vintermodellen, som utvecklats inom projektet, har gjort det möjligt att beräkna och värdera de väsentligaste konsekvenserna för trafikanter, väghållare och samhälle utifrån olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen vilket inte var möjligt tidigare.

Denna rapport innehåller de första beräkningsresultaten från en komplett Vintermodell med de

förutsättningar som finns idag. Rapporten innehåller även en redovisning av den vidareutveckling som gjordes i samband med denna studie inom Tema Vintermodell.

Det som redovisas i denna rapport är bland annat sju jämförelser mellan olika tillämpningskörningar för att studera förändringarna i samhällsekonomiska kostnader om driftstandardklassen på vägen ändras. Det som ändras är exempelvis hur stor snömängd som ska ha fallit innan en åtgärd ska påbörjas eller hur lång tid det får ta tills vägen är åtgärdad.

De totala samhällsekonomiska kostnaderna ökar för samtliga jämförelser som gjorts för sänkningar av standardklassen. Det har genomgående varit olyckskostnaderna som stått för de största kostnads-ökningarna i alla jämförelserna. En av anledningarna till det är att när standardkraven sänks, eller en saltad väg övergår i en osaltad väg, minskar andelen barmarksväglag och väglagen med snö/is ökar och på de väglagen är risken större att en olycka sker. Restidskostnaderna är en stor andel av de totala kostnaderna och för alla jämförelser som gjorts har den ökat, på grund av det försämrade väglaget.

(4)

Publisher: Publication:

VTI rapport 826

Published: Projectcode: Dnr:

2014 80737 2000/0676-28

SE-581 95 Linköping Sweden Project:

Calibration and Further Developments of the Swedish Winter Model

Author: Sponsor:

Anna K. Arvidsson Swedish Transport Administration

Title:

Calibration and Further Developments of the Swedish Winter Model

Abstract:

The project “Winter Model” started at the beginning of the 2000s. The idea was to try and predict consequences of different winter maintenance strategies so that socio-economic costs could be calculated. Using the Winter Model programme, developed during the project, it is now possible to calculate and validate the impact of different winter maintenance measures have on road users, road authorities and local communities.

This report contains results of the first complete Winter Model calculations using existing conditions. The report also contains an account of further developments made in connection with this study within the Winter Model.

In order to determine what effect changes to road classification standards have on socio-economic costs, the report includes seven comparisons of different application runs. Road classification standards

determine how much snow should fall before an action is initiated and/or how long it should take until the action is completed.

The total socio-economic costs increased for all comparisons when reductions in the classification standard were applied. Accident costs consistently account for the largest cost increases in all of the comparisons. One reason for this is that when standards are reduced, or a salted road is reclassified as unsalted, the proportion of clear ground to snow and ice covered conditions is reduced. This results in a greater accident risk. Travel time costs account for a large proportion of total costs. Due to a deterioration of road surface conditions costs increased for all comparisons.

Keywords: the Winter Model, Winter Road Maintenance, Society Costs

ISSN: Language: No of pages:

(5)

Förord

Vintermodellen är ett projekt som startades 2001 och fram till 2005 genomfördes etapp 1 och 2 (Wallman et al., 2005, Wallman et al., 2006). Etapp 3 har utförts under 2009– 2011 (Möller, 2014). Avsikten med detta projekt har varit att tillämpa Vintermodellen, men även att göra vissa förbättringar, till exempel ta hänsyn till snödjupet på vägen i Framkomlighetsmodellen.

Speciellt tack till Staffan Möller för all hans hjälp och stöd i detta projekt. Mika

Gustafsson som bidragit och även skrivit några rader i anslutning till snödjupsberoendet (Bilaga 1) och Göran Blomqvist för sin kunskap runt Miljömodellen samt utveckling och framtagningen av avrinningsrännan.

Kontaktperson på Trafikverket (Vägverket t.o.m. mars 2010) har varit Kenneth Natanaelsson och Östen Johansson.

Göteborg/Linköping juni 2014

Anna Arvidsson Anita Ihs

(6)

Process för kvalitetsgranskning

Extern peer review har genomförts 7 maj 2014 av Dan Eriksson, Trafikverket. Anna Arvidsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Forskningschef Anita Ihs har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 2 juni 2014. De

slutsatser och rekommendationer som uttrycks är författarens/författarnas egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning.

Process for quality review

External peer review was performed on 7 May 2014 by Dan Eriksson, The Swedish Transport Administration. 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 2 June 2014. The conclusions and recommendations expressed are the author’s/authors’ and do not necessarily reflect VTI’s opinion as an authority.

(7)

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 5

Summary ... 7

1 Bakgrund ... 9

2 Syfte... 11

3 Definitioner och förklaringar ... 12

3.1 Kort om sambanden i de olika delmodellerna ... 14

3.2 Förkortningar ... 15 4 Förbättringar av Vintermodellen ... 16 4.1 Avrinningsränna ... 16 4.2 Väglagsvalidering ... 17 4.3 Trafikflöde ... 17 4.4 Vädersituationer ... 19 4.5 Snödjup ... 22 4.6 Väderbeskrivning ... 24 5 Resultat av tillämpningskörningarna ... 25 5.1 Väglag ... 26 5.2 Olyckor ... 27 5.3 Restid ... 27 5.4 Bränsle ... 28 5.5 Korrosion ... 28 5.6 Miljö – Salt ... 29 5.7 Miljö – Luft ... 29 5.8 Åtgärder ... 30 5.9 Totala kostnader ... 31

6 Jämförelser mellan olika driftstandardklasser ... 33

6.1 Jämförelse mellan körning 1 och 11 ... 36

7 Slutsatser ... 46

8 Fortsatta studier ... 49

Referenser... 50 Bilaga 1 Analys av PB för nedre norra Sverige

(8)

(9)

Tema Vintermodell - Kalibrering och vidareutveckling av Vintermodellen

av Anna K. Arvidsson

VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut 581 95 Linköping

Sammanfattning

Projektet kallat Tema Vintermodell startades i början av 2000-talet. Tanken var att beskriva konsekvenserna av olika strategier inom vinterväghållningen och därmed göra det möjligt att kunna beräkna de samhällsekonomiska kostnaderna. Programmet

Vintermodellen, som utvecklats inom projektet, har gjort det möjligt att beräkna och värdera de väsentligaste konsekvenserna för trafikanter, väghållare och samhälle av olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen vilket inte var möjligt tidigare. Denna rapport innehåller de första beräkningsresultaten från en komplett Vintermodell med de förutsättningar som finns idag. Rapporten innehåller även en redovisning av den vidareutveckling som gjordes i samband med denna studie inom Tema Vintermodell. Det som redovisas i denna rapport är bland annat sju jämförelser mellan olika

tillämpningskörningar för att studera förändringarna i samhällsekonomiska kostnader om standardklassen på vägen ändras. Ändringen i standardklass avser hur stor

snömängd som ska ha fallit innan en åtgärd ska påbörjas och/eller hur lång tid det får ta tills vägen är åtgärdad.

De totala samhällsekonomiska kostnaderna ökar för samtliga jämförelser som gjorts för sänkningar av standardklassen. Ett exempel på hur dessa kostnader förändras är när ursprungsvägen är en saltad väg med kombikörning och en modifierad driftstandard-klass 3 där åtgärdstiden är 4 timmar. Vägen i modellen är två-fältig med en vägbredd på mellan 6 och 9 meter. Väglängden är 100 km och hastighetsgränsen är 90 km/h. Denna väg jämförs med en plogad och osaltad väg med driftstandardklass 4, med åtgärdstid på 5 timmar och gemensamt för bägge vägarna är att startkriteriet för den fallna

snömängden är 2 cm och årsmedeldygnstrafiken är 2 000. Denna ändring från saltad till osaltad väg, sparar in de mesta kostnaderna på avsaknaden av salt och åtgärder. Dock leder den ökade åtgärdstimmen till att restiden ökar något. Kostnaderna för olyckorna ökar med 24,2 % från 19,8 till 24,6 Mkr. Den utökade åtgärdstimmen påverkar bränsleförbrukningen på ett positivt sätt, det vill säga den minskar något på grund av minskande hastigheter när väglaget inte är barmark under lika stor del av tiden. Denna sänkning av vägens standardklass ger en ökning av den totala kostnaden med 3,5 % eller 3,9 miljoner kronor.

Det har genomgående varit olyckskostnaderna som stått för de största kostnads-ökningarna i alla jämförelserna. En av anledningarna till det är att när standardkraven sänks, eller en saltad väg övergår i en osaltad väg, minskar andelen barmarksväglag och väglagen med snö/is ökar och på de väglagen är risken större att en olycka sker.

(10)

(11)

(The Winter Model – Calibration and Further Development of the Winter Model

by Anna K. Arvidsson

The Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) SE-581 95 Linköping

Summary

The project “Winter Model” started at the beginning of the 2000s. The idea was to try and predict consequences of different winter maintenance strategies so that socio-economic costs could be calculated. Using the Winter Model programme, developed during the project, it is now possible to calculate and validate the impact of different winter maintenance measures have on road users, road authorities and local

communities.

This report contains results of the first complete Winter Model calculations using existing conditions. The report also contains an account of further developments made in connection with this study within the Winter Model.

In order to determine what effect changes to road classification standards have on socio-economic costs, the report includes seven comparisons of different application runs. Road classification standards determine how much snow should fall before an action is initiated and/or how long it should take until the action is completed.

The total socio-economic costs increased for all comparisons when reductions in the classification standard were applied. The following is an example of how costs can vary: An existing scenario is a salted road using a combined plough and salt spreader and has a modified classification standard of 3, where the allowed time to complete the action is 4 hours. The road is 2-lane and has a varying width between 6 and 9 meters. The road length is 100 km and is subject to a 90 km/h speed limit. The second scenario is a ploughed, unsalted road with a classification standard of 4. The allowed time to complete the action is 5 hours. Both scenarios have an action start criteria of 2 cm deep snow, and an annual average daily traffic flow of 2 000. Comparison results show that the change from salted to unsalted road saves the most cost due to a reduction in salt use and required actions. However, the increased time to complete the action will result in slightly longer travel times. Accident costs will increase by 24.2% from 19.8 to 24.6 million SEK. The extended action hours affect fuel consumption in a positive way, for example, consumption decreases slightly due to driving more often at lower speeds on unclear roads. By lowering the road classification standard, costs increase by 3.5% or 3.9 million SEK.

Accident costs consistently account for the largest cost increases in all of the

comparisons. One reason for this is that when standards are reduced, or a salted road is reclassified as unsalted, the proportion of clear ground to snow and ice covered

conditions is reduced. This results in a greater accident risk.

(12)

(13)

1 Bakgrund

Trafikanter drabbas varje år av problem med snö och is på våra vägar. Dessa problem är främst kopplade till en ökad olycksrisk och försämrad framkomlighet. I de flesta fall utför väghållarna därför åtgärder i förebyggande syfte, såsom halkbekämpning. Men även åtgärder när problemet har börjat att uppstå, då i form av snöröjning följt av antingen saltning eller sandning beroende på var i vägnätet som åtgärden sätts in. Dessa åtgärder är bra för trafikanterna, men leder självklart till kostnader för

väg-hållarna. Det finns även vissa negativa effekter för miljön. Det är när det utspridda saltet lämnar vägen antingen genom avrinning eller genom bortstänkning. Saltet hamnar då i den angränsande naturen och tränger ner och förorenar grundvattnet och påverkar även den närliggande växtligheten. Projektet kallat Tema Vintermodell startades i början av 2000-talet, för att kunna ge en konsekvensbeskrivning av olika strategier inom vinter-väghållningen och därmed göra det möjligt att kunna beräkna de samhällsekonomiska kostnaderna för olika driftstandarder.

Det hade länge funnits kalkylmodeller för processerna kring planerings- och byggnads-kostnader för beräkning av olika effekter, då även förändringar av restider, olycksrisker, miljöeffekter. Men inom vinterväghållningen hade det saknats liknande modeller. Den statliga vinterväghållningen styrs av den tekniska beskrivningen som finns i Trafikverkets krav för hur vinterväghållningen ska utföras, ATB Vinter 2003 (Vägverket, 2002). I den anges det vilka standardkrav som gäller för vinterväg-hållningen på olika delar av vägen vid olika väderförutsättningar. Man kan med någorlunda säkerhet beräkna åtgärdernas effekter/kostnader för väghållaren, däremot har man hittills bara i begränsad omfattning kunnat beräkna effekterna för trafikanterna eller samhället.

Projektet ”Tema Vintermodell”, har gjort det möjligt att beräkna och värdera de

väsentligaste konsekvenserna för trafikanter, väghållare och samhälle av olika strategier och åtgärder inom vinterväghållningen. Ett flertal rapporter har getts ut under projektets gång, varav några är uppräknade nedan:

Effektmodell vinterväghållning – en översiktlig beräkningsmodell för vinterväg-hållningens effekter (Wallman, 2001)

Tema Vintermodell: Olycksrisker vid olika vinterväglag (Wallman, 2001a)

Tema Vintermodell: Olycksrisker under för-, hög- och senvinter (Bergström, 2003) Beräkningsmodell för vinterväghållningskostnader (Ihs och Möller, 2004)

Tema Vintermodell: Etapp 1 (Wallman et al., 2005)

Mätning av fordonshastighet och flöde vid olika väglag (Wallman, 2005)

Tema Vintermodell: Nytta och kostnader för vinterväghållning (Berglund, 2005) Tema Vintermodell: Etapp 2: Huvudrapport (Wallman et al., 2006)

Tema Vintermodell: Väglagsmodellen (Möller, 2006)

(14)

I Figur 1 visas den schematiska bilden över Vintermodellens uppbyggnad med Väglagsmodellen som den delmodellen som reglerar de flesta andra händelserna.

Figur 1. Flödesschema över Vintermodellen.

Denna rapport avser delprojektet Kalibrering och vidareutveckling av Vintermodellen, men VTI har även haft två andra parallella projekt inom Tema Vintermodell. Det ena inkluderar bland annat förbättringar och en känslighetsanalys (Möller, 2014) och det andra är ett mer tillämpat projekt där det har studerats hur valet av standardklass på vinterväghållningen påverkar energiförbrukningen (Arvidsson, 2014). I det senare projektet gjordes det en förfining av bränsleförbrukningsmodellen, eftersom det tidigare inte har tagits hänsyn till snödjup, snödensitet och vattendjup på vägen. Den

uppdateringen finns även med i den version av Vintermodellen som har använts för denna studie.

(15)

2 Syfte

Syftet med projektet i stort är att vidareutveckla, fördjupa och kalibrera Vintermodellen samt att tillämpa den på de aktuella frågeställningarna.

Modellen är mycket komplex, även om flera förenklingar fortfarande görs. En

förbättring som prioriteras, är att få modellen att ta hänsyn till effekter av olika snödjup på vägen, så att den räknar med de positiva effekter man får av att ploga en väg.

Därutöver finns behovet av att anpassa Vintermodellen till dagens regelverk och praxis. De förbättringar och delmoment som utförs inom ramen av detta projekt är:

 utveckling av prototyp för mätning av vattenavrinning från vägen

 undersökning av möjligheterna att använda väglagskameror för validering av snödjup på vägen.

 beskrivning av trafikflöde på timnivå för personbil, lastbil utan släp och lastbil med släp

 undersökning av vilka vädersituationer som är vanligast

 anpassning av framkomlighetsmodellen till att beakta olika snödjup

 implementering av snödjup i framkomlighetsmodellen

 ta fram väderbeskrivning för en hel vintersäsong

(16)

3 Definitioner och förklaringar

Sverige delas in i olika klimatzoner (Figur 2) och vinterperiodens längd definieras enligt följande för de olika zonerna.

Södra Sverige: 15 november – 15 mars (4 månader) Mellersta Sverige: 15 oktober – 15 april (6 månader) Nedre Norra Sverige: 1 oktober – 30 april (7 månader) Övre Norra Sverige: 1 oktober – 30 april (7 månader)

Figur 2. Sverige indelat i fyra klimatzoner röd – Södra Sverige, Gul – Mellersta Sverige, Grön – Nedre Norra Sverige, Blå – Övre Norra Sverige.

För att veta när det behövs göras åtgärder såsom förebyggande saltning, plogning eller sandning behövs det väderbeskrivningar. Grunden för väderbeskrivningar är rådata från Trafikverkets VViS-stationer (VägVäderinformationSystem). Det finns ca 800 stationer i Sverige och de mäter bland annat; lufttemperatur, yttemperatur, daggpunktstemperatur (beräknad), relativ luftfuktighet, nederbördstyp och nederbördsmängd, vindhastighet och vindriktning. På många stationer finns det även väglagskameror. Det vanligaste är att dessa parametrar sparas en gång i halvtimmen och utifrån dem kan en vädersituation beräknas.

Definitionerna av de olika vädersituationerna:

 halka på grund av måttlig rimfrostutfällning (HR1)

 halka på grund av litet snöfall (HS)

 halka på grund av kraftig rimfrostutfällning (HR2)

 halka på grund av att fuktiga/våta vägbanor fryser till (HT)

 halka på grund av regn eller snöblandat regn på kall vägbana (HN)

 snöfall (S)

 snödrev (D)

För en mer detaljerad beskrivning av vädersituationerna hänvisas till VTI notat 38-2003 (Möller, 2003).

(17)

Barmarksväglag:

 Torr barmark, TB

 Fuktig barmark, FB

 Våt barmark, VB

Dessa tre kan även vara med en mittsträng av snö eller is:

 TBmitt, FBmitt och VBmitt. Ibland förekommer sammanslagning av fuktig och våt barmark: FVB

Tillfälliga väglag:

 Rimfrost eller tunn is: RIM eller TUI Stabila väglag:

 Packad snö eller tjock is: PS eller TJI Lösa väglag:

 Lös snö eller snömodd: LS eller SM

Det finns även väglag med spårslitage. 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:

Tre fall där det är barmark i spåren och utanför spåren stabila, lösa eller övriga/blandade väglag):

 S(B,PS), S(B,LS) eller S(B,ÖVR)

Eller med tunn is i spåren (tre fall som ovan):

 S(TUI,PS), S(TUI,LS) eller S(TUI,ÖVR)

Aggregeringar av spårslitageväglagen betecknas S(B) resp. S(TUI).

Dessa väglagsindelningar grupperas sedan i något färre kategorier vid användning i Vintermodellens olika delmodeller.

För Framkomlighetsmodellen och Fordonskostnadsmodellen används det 8 olika väglag. Torr barmark, Fuktig barmark, Våt barmark, Tunn is eller rimfrost, Packad snö eller tjock is, Lös snö eller snömodd, snö med barmark i spåren och snö med tunn is i spåren (Möller, 2006).

För beräkning av olycksriskerna i Olycksmodellen är väglagen indelade i fem

kategorier. Torr barmark, Fuktig eller Våt barmark, Tunn is eller rimfrost, Packad snö eller tjock is och Lös snö eller snömodd.

I Miljömodellen är det bara fyra väglagskategorier. Torr barmark, Fuktig barmark, Våt barmark och så de övriga väglagen i en gemensam grupp.

(18)

Tabell 1 sammanfattar vilka trafikmängder respektive driftstandardklass har och vilka regler som gäller för vinterväghållningen i form av vid vilken snömängd åtgärden ska starta och hur lång tid åtgärden får ta.

Tabell 1. Villkor för de olika driftstandardklasserna tillsammans med ÅDT för respektive klass (Vägverket, 2002; Vägverket, 2002a).

Standardklass Startkriterium Åtgärdstid ÅDT

1 1 cm snö 2 timmar ≥ 16 000

2 1 cm snö 3 timmar 8 000-15 999 3 1 cm snö 4 timmar 2 000-7999

4 2 cm snö 5 timmar 500-1 999

5 3 cm snö 6 timmar <500

3.1 Kort om sambanden i de olika delmodellerna

Olycksrisk och allvarlighetsföljd är beroende av väglaget samt vägens hastighetsgräns och utformning, dvs. vägbredd, geometri och separeringsgrad. Olycksrisken och

allvarlighetsföljden har tagits fram för genomsnittliga vägar med driftstandardklass 1–5 för 5 olika barmarks- och is-/snöväglag (Wallman, 2001a).

Reshastigheten har tagits fram för genomsnittliga vägar med driftstandardklass 1–5 för 8 olika barmarks- och is-/snöväglag och tre olika fordonstyper och är beroende av vägens hastighetsgräns och utformning samt väglaget (Wallman, 2005).

Bränsleförbrukningen är beroende av reshastigheten, väglaget (rullmotstånd), och standardklassen (siktklassen). Bränsleförbrukningen beräknas för de 6 olika väglag som kan finnas i hjulspåren och för 4 olika fordonstyper, personbil bensin, personbil diesel, lastbil utan släp och lastbil med släp.

Korrosionskostnaden beräknas baserat på trafikarbetet (Wallman et al., 2006). Vegetationsskador beräknas baserat på mängden utspritt salt, trafikmängder, vindens riktning och hastighet, avståndet från vägen och väglaget (Wallman et al., 2006). Utsläpp av luftföroreningar och klimatgaser beräknas baserat på bränsleförbrukningen och trafikarbetet för 4 fordonstyper och fyra ämnen (CO2, SO2, HC och NOx).

Åtgärdskostnader beräknas baserat på hur många och vilka åtgärder som vidtas. Det vidtas fyra olika åtgärder på saltad väg och två på osaltade. Dessa är för saltad väg: förebyggande åtgärd med saltlösning med 2 olika givor 40 resp. 20 g/m2, kombikörning med plog och befuktat salt (10 g/m2) samt kombikörning med endast befuktat salt (10 g/m2_{). För den osaltade vägen är åtgärderna plogning och sandning.}

(19)

3.2 Förkortningar

Vädersituationer

HR1 Halka på grund av måttlig rimfrostutfällning HR2 Halka på grund av kraftig rimfrostutfällning

HT Halka på grund av att fuktiga/våta vägbanor fryser till

HN Halka på grund av regn eller snöblandat regn på kall vägbana HS Halka på grund av litet snöfall

S Snöfall D Snödrev Väglag TB Torr barmark FB Fuktig barmark VB Våt barmark RIM Rimfrost TUI Tunn is PS Packad snö TJI Tjock is LS Lös snö SM Snömodd

S(B) Spårslitage med barmark i spåren S(TUI) Spårslitage med tunn is i spåren

Övrigt

PB Personbil

LBU Lastbil utan släp inkl. buss LBS Lastbil med släp

(20)

4 Förbättringar av Vintermodellen

I detta projekt har vissa mindre projektaktiviteter gjorts som inte redovisas i detalj, men de kan vara värda att nämnas.

4.1 Avrinningsränna

I syfte att vidareutveckla mätmetoderna för datainsamling inom VTI:s Tema

Vintermodell har en avrinningsränna med flödesmätare och datalogger konstruerats och tillverkats vid VTI.

Inom Tema Vintermodell utvecklas bland annat delmodeller för mängden vätska och salt på vägytan genom nederbördsmätning, väglagsbedömning, snödjupsmätning, fuktmätning och restsaltmätning. Ett moment som hittills inte utförts i fält är att fastställa avrinningen från vägytan. Den pusselbiten skulle komplettera de övriga mätningarna och stärka möjligheterna att forma en komplett ämnesbudget över flödena av vätska och salt.

Figur 3. ”Avrinningsrännan”, fältutrustning för mätning av avrinning vintertid. 1) Rännan 100 cm, 2) VTI:s nederbördsmätare ”Tipping bucket”, 3) Uppsamling av provmängd, 4) Inkoppling av värmeslinga i rännan, 5) Koppling till datalogger, 6) Skyddslock mot plogmassor. (Foto: Göran Blomqvist)

Rännan består av en 100 cm lång aluminiumränna som monteras i stödremsan intill asfaltskanten vid fältlokalen. Rännan är uppvärmd för att förhindra frysning vintertid och innehåller sandfångare för att förhindra igensättning. Efter rännan leds vattnet till en flödesmätenhet som är konstruerad runt en nederbördsmätare av typen ”tipping bucket” som redan finns vid VTI och förvaltas av enhet Mätteknik. Efter flödesmätenheten leds vattnet till en provtagningsflaska för fastställning av salthalt. Nederbördsmätaren är kopplad till en datalogger, som tillsammans med rännans uppvärmning försörjs med ström av ett batteri.

(21)

4.2 Väglagsvalidering

Inom projektet studerades möjligheten att använda väglagskamerorna som finns på VViS-stationerna för validering av ungefärligt snödjup eller alternativt studera väglag. När denna möjlighet undersöktes fanns det bara kameror på ett fåtal stationer och bilderna sparades bara i 24 timmar om det inte fanns någon speciell begäran för förlängd tid (Heijkenskjöld, 2010). Detta har emellertid ändrats och under vintern 2013/2014 har det gått att se bilder från många av VViS-stationerna för de senaste 72 timmarna. Dessa bilder uppdateras en gång i timmen (Trafikverket, 2014). Så slutsatsen är om bilderna från kamerorna sparas i större utsträckning så skulle de kunna användas för att se hur väglaget varierar på de olika observationsytorna och kunna användas som validering av resultaten från väglagsmodellen.

4.3 Trafikflöde

För att kunna beräkna de samhällsekonomiska effekterna av olika nivåer på

driftstandard i Vintermodellen behövs flera typer av indata, bl.a. trafikflödets variation timme för timme under vintern.

Ett sätt att beskriva trafikflödets variation är att använda uppmätt trafik från någon mätplats och skala upp eller ned den till avsedda ÅDT-värden för personbilar och lastbilar.

Ett annat sätt är att utgå från ÅDT-värden för personbilar och lastbilar som är

representativa för den aktuella vägtypen och sedan använda en schablon för att beskriva hur trafikflödet varierar timme för timme. Nedan beskrivs beräkningsmetoden vid användning av schablon.

 ÅDT-värden för personbilar, inklusive lätta lastbilar, och lastbilar med och utan släp, inklusive bussar, (tung trafik) hämtas från Trafikverkets trafikflödeskartor för något vägavsnitt som är representativt för den aktuella vägtypen.

 ÅDT-värdena för personbilar respektive lastbilar multipliceras med tre index som tar hänsyn till trafikflödets variation mellan månader, veckodagar respektive dygnets timmar.

 De indexserier som används är de i Tabell 2 och Tabell 3 (Björketun and Carlsson, 2005)

I Tabell 3 motsvarar timme 1 60-minutersperoden mellan 01:00 – 01:59.

För månads- och veckodagsindex 100 avses ÅDT medan för timindex 100 avses 1/24 av ÅDT.

(22)

Tabell 2. Månadsindex och Veckoindex för personbilar och lastbilar.

Månad Personbilar Lastbilar Veckodag Personbilar Lastbilar

Oktober 102,6 110,1 Måndag 98,8 119,7 November 90,3 95,5 Tisdag 98,1 127,2 December 86,2 82,8 Onsdag 99,4 124,3 Januari 79,9 86,5 Torsdag 104,5 126,3 Februari 77,5 86,3 Fredag 112,9 113,6 Mars 92,6 98,0 Lördag 91,4 41,8 April 96,9 100,6 Söndag 94,9 47,1

Tabell 3. Timindex för personbilar och lastbilar. Timme nr Personbilar Lastbilar

0 16,2 29,1 1 10,3 23,3 2 7,2 19,3 3 6,2 19,2 4 10,5 29,7 5 32,1 60,9 6 89,0 110,2 7 122,8 137,2 8 116,4 151,7 9 118,1 150,3 10 135,6 158,8 11 149,6 163,2 12 159,6 159,7 13 167,2 164,9 14 174,9 167,0 15 192,2 162,7 16 225,5 148,7 17 195,0 126,0 18 150,3 106,6 19 105,3 89,1 20 81,4 74,5 21 64,5 61,1 22 44,2 48,9 23 26,1 37,9

(23)

Följande exempel visar beräkningsgången för att bestämma det aktuella timtrafikflödet.

ÅDT Personbil = 4 000

ÅDT Lastbil = 460

Beräkna trafikflödet en torsdag i december under timme 13 dvs. 13:00-13:59. Timtrafikflöde Personbil = 4000 × ( 86,2 100 × 104,5 100 × 167,2 2400) = 251 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑏𝑖𝑙𝑎𝑟 Timtrafikflöde Lastbil = 460 × ( 82,8 100 × 126,3 100 × 164,9 2400) = 33 𝑙𝑎𝑠𝑡𝑏𝑖𝑙𝑎𝑟

Trafikräkningar på de 11 mätplatser som använts för att beräkna hastighetsreduktioner på grund av olika väglag visade att fördelningen mellan olika typer av lastbilar i genomsnitt var följande.

Lastbilar utan släp, inklusive bussar: 5 %. Lastbilar med släp: 7 %.

Detta ger följande andel av lastbilar utan släp 5/(5+7) = 40 % och för lastbilar med släp 7/(5+7) = 60 %

Denna fördelning används för att dela upp timtrafikflödet för lastbilar enligt följande: Timtrafikflöde Lastbilar utan släp, inkl. bussar: 33 * 40 % = 13,2 ≈ 13 lastbilar utan släp

Timtrafikflöde Lastbilar med släp: 33 * 60 % = 19,8 ≈ 20 lastbilar med släp

4.4 Vädersituationer

Som underlag för de tillämpningskörningar som ska göras i Vintermodellen behövs det en bedömning av vilka vädersituationer som är vanligast förekommande och som därmed är viktigast att Vintermodellen kan modellera.

Med hjälp av Trafikverkets databas VädErs valdes fyra VViS-stationer i varje klimatzon Figur 2. Några av stationerna är stationer där tidigare observationer har förekommit och några stationer är slumpade rent geografiskt. Se Figur 4 för de 16 valda

VViS-stationerna och deras positioner. I Tabell 4 finns övrig information om VViS-stationerna. Antalet väderutfall per vinter och station sammanställdes för 12 vintersäsonger. Definitionen av en vintersäsong i detta fall är 15 oktober till 31 mars. De 12 vinter-säsongerna är under åren 1998/1999 till 2009/2010. Ett väderutfall är mellan 1 och 4 timmar. De olika vädersituationerna finns beskrivna i kapitel 3, Definitioner och förklaringar.

(24)

Figur 4. Sverige indelat i fyra klimatzoner och de utvalda VViS-stationerna för

identifiering av vilka vädersituationer som är mest förekommande. Karta från Wallman et al. (2005).

Tabell 4. Valda VViS-stationer för identifiering av vilka vädersituationer som är vanligast i respektive klimatzon

Stations-ID Namn Longitud Latitud Vägnummer Klimatzon 812 Eriksmåla 15,55 56,72 25 Södra Sverige

1208 Dalby Ö 13,36 55,64 11 Södra Sverige

1329 Falkenberg 12,57 56,91 6 Södra Sverige 1426 Månsemyr 11,50 58,16 178 Södra Sverige

306 Alunda 18,03 60,04 288 Mellersta Sverige

409 Grinda 17,20 59,06 57 Mellersta Sverige

1620 Marka 13,46 58,16 47 Mellersta Sverige

1825 Hägernäs 15,47 59,75 68 Mellersta Sverige 1728 Mörtnäs 12,24 59,58 172 Nedre N Sverige 2020 Spjutmosjön 14,28 61,11 70 Nedre N Sverige 2027 Limskogen 13,41 60,87 297 Nedre N Sverige

2108 Ljusnan 17,04 61,24 4 Nedre N Sverige

2228 Åkroken 17,23 62,94 331 Övre N Sverige

2329 Brånan/Åsarna 14,39 62,69 45 Övre N Sverige 2415 Nordmaling 19,43 63,56 4 Övre N Sverige

(25)

Antalet förekomster av en vädersituation beräknades som ett medelvärde över de 12 vintersäsongerna. Den vanligaste vädersituationen var halka som beror på rimfrost-utfällning på vägen och förekomsten av denna typ av halka ökade norrut i landet. Halka som är bildad när fuktiga/våta vägar fryser till is tenderar däremot att avta norrut. Detta stämmer även med Andersson et al. (2007).

Förekomsten av olika vädersituationerna i förhållande till hur många tillfällen det finns under en vinter kan ses i Figur 5.

Figur 5. Fördelning av vädersituationer i respektive klimatzon för åren 1998 till 2010.

Den mest förekommande vädersituationen i respektive klimatzon är sammanfattad i Tabell 5. Måttlig rimfrostutfällning (HR1) var den vanligaste halktypen för väder-utfallen i alla klimatzonerna utom i Övre Norra Sverige där den kraftiga rimfrost-utfällningen (HR2) var vanligast. Utfallen för snöfall och snödrev hade samma

fördelning mellan zonerna. Antalet utfall ökade norrut för alla tre kategorierna när det gällde snöfall och för snödrev var det mest i Mellersta Sverige.

Tabell 5. Vanligaste vädersituationerna i respektive klimatzon uppdelat i halka, snöfall och snödrev.

_SverigeSödra Mellersta _Sverige Nedre Norra _Sverige Övre Norra _Sverige

Halka HR1 HR1 HR1 HR2 Snöfall (cm) 0.31-1.00 0.31-1.00 0.31-1.00 0.31-1.00 Snödrev (cm) 0.00-0.30 0.00-0.30 0.00-0.30 0.00-0.30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 HR1 HS HR2 HT HN 0,31-1,001,01-2,50 0,00-0,300,31-1,001,01-2,50 2,51-% a v to ta la an ta le t u tfall/v in ter

Halka Snöfall (cm) Snödrev (cm) Södra Sverige Mellersta Sverige Nedre Norra Sverige Övre Norra Sverige

(26)

4.5 Snödjup

Framkomlighetsmodellen har anpassats till att beakta olika snödjup på vägbanan. För att kunna göra korrektioner för hur mycket snö det finns på vägbanan har nya korrektionsvärden för hastighetsreduktionen tagits fram beroende på väglag och klimatzon.

Hypotesen var att den snö som mest påverkar en hastighetssänkning är den snö som ligger mellan hjulspåren och i vägmitten (nr.3 resp. nr.5 i Figur 6). Men även två andra hypoteser provades, en för alla fem observationsytorna och för alla observationsytorna utom körfältskanten (nr.1 i Figur 6).

Det visade sig att den hypotes som bäst kunde förklara hastighetsminskningen var den förstnämnda som baserades på väglaget mellan hjulspåren och i vägmitten. Detta innebär att Väglagsmodellen måste beräkna snödjupet för varje timme som ett medeltal för de 2 ytorna.

Figur 6. Beskrivning av vägbanans fem observationsytor. 1 – Körfältskant, 2 – Höger hjulspår, 3 – Mellan hjulspår, 4 – Vänster hjulspår, 5 – Vägmitt. Bild från Wallman et al. (2006)

I Tabell 6 visas de procentuella hastighetsminskningarna relativt torr barmark för olika väglagstyper, klimatzoner och fordonstyper. Som exempel kan man se att när det är Packad snö/Tjock is (PS/TJI) på vägen så sänks hastigheten med 17 % för personbilar i Mellersta Sverige. För en lastbil med släp på samma väglag i samma del av landet sänks hastigheten med 15 %.

(27)

Tabell 6. Procentuella hastighetsminskningar relativt torr barmark för olika

väglagstyper, klimatzoner och fordonstyper. PB – personbil, LBU – lastbil utan släp och LBS – lastbil med släp. Klimatzon Södra Sverige har samma värden som Mellersta Sverige.

Södra och Mellersta

Sverige Nedre Norra Sverige Övre Norra Sverige Väglagstyp PB LBU LBS PB LBU LBS PB LBU LBS

TB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 FB 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VB 2 2 2 2 2 2 2 2 2 RIM/TUI 9 9 9 7 7 7 6 6 6 PS/TJI 17 16 15 16 15 14 10 10 10 LS/SM 14 13 13 13 12 12 10 10 10 S(B) 8 8 8 7 6 6 5 5 5 S(TUI) 10 10 10 9 9 9 8 8 8

I Tabell 7 har hastighetsminskningarna omvandlats till korrektionsfaktorer för olika väglagstyper, klimatzoner och fordonstyper.

Tabell 7. Korrektionsfaktorer för hastighetsförändringarna för olika väglagstyper, klimatzoner och fordonstyper. PB – personbil, LBU – lastbil utan släp och LBS – lastbil med släp.

Södra och Mellersta

Sverige Nedre Norra Sverige Övre Norra Sverige Väglagstyp PB LBU LBS PB LBU LBS PB LBU LBS TB 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 FB 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 VB 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 RIM/TUI 0,91 0,91 0,91 0,93 0,93 0,93 0,94 0,94 0,94 PS/TJI 0,83 0,84 0,85 0,84 0,85 0,86 0,90 0,90 0,90 LS/SM 0,86 0,87 0,87 0,87 0,88 0,88 0,90 0,90 0,90 S(B) 0,92 0,92 0,92 0,93 0,94 0,94 0,95 0,95 0,95 S(TUI) 0,90 0,90 0,90 0,91 0,91 0,91 0,92 0,92 0,92

Snödjupsberoendet för hastighetsreduktionen är satt till samma för alla väglagstyper (som påverkas av snödjupet), klimatzoner och fordonstyper. Den är 2,0 % per cm snö som medelvärde för ytorna mellan hjulspåren och på vägmitten. Det finns dock en övre

(28)

Beräkning av resulterande hastighet med hänsyn till både väglagstyp och snödjup görs enligt Formel (1).

v_k= v_TB(a_k−b×snödjupk

100 ) (1)

där

 v_k är hastigheten vid väglag 𝑘

 v_TB är hastigheten vid torr barmark

 ak är en korrektionsfaktor för hastighetsförändringen

 b är en konstant för snödjup (2,0)

 snödjupk är medelvärdet av snödjupet i cm för mellan hjulspåren och vägmitten Ett exempel på att beräkna hastigheten när medelhastigheten är 96,3 km/h för personbilar på torr barmark i Nedre Norra Sverige och väglaget är lös snö/snömodd (LS/SM). Medelvärdet av snödjupet för ytorna mellan hjulspåren och i vägmitten är 1,5 cm. vLS SM ⁄ = 96,3 (0,87 − 2,0×1,5 100 ) = 80,9 km/h

För noggrannare detaljer se Bilaga 1.

4.6 Väderbeskrivning

Vintern som användes för väglagsbeskrivning var 15 okt 2006 – 15 april 2007 och den VViS-station som är använd är Urvalla 1921. Denna station saknar vindmätare därför har den använts tillsammans med de tre stationerna 1901, 1804 och 1904 för uppgifter om vindriktning och vindhastighet.

(29)

5 Resultat av tillämpningskörningarna

Det är tio olika tillämpningskörningar som har beslutas i samförstånd med uppdragsgivaren, Trafikverket.

Vid dessa tillämpningskörningar med Vintermodellen är det effekterna för tio olika driftstandardklasser som ska beräknas. Det är åtta olika varianter för saltade vägar av vägstandardklass 1 till 3, samt två varianter av osaltade vägar, vägstandardklass 4, för en hel vinter. Det är både startkriterier och åtgärdstider som varieras (Tabell 8).

Med driftstandardklass menas här vilka startkriterier som gäller för att börja åtgärda vid snöfall, vilken åtgärdstid, som åtgärden ska vara utförd inom, och med vilken vinter-väghållningsmetod som åtgärden ska utföras med. Gällande standardklass är definierad i ATB Vinter 2003 (Vägverket, 2002). I denna rapport studeras också konsekvenserna av sänkta standardklasser med högre startkriterium eller längre åtgärdstider än vad som anges i ATB Vinter 2003 (Vägverket, 2002). Med vägstandardklass menas 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 tagits fram för de fem vägnät som har driftstandardklasserna 1–5, även om det bara är driftstandardklasserna 1–4 som används i denna studie.

Tabell 8. Tillämpningskörningar på saltad och osaltad väg.

Körning Standardklass

Nr Åtgärd Väg Drift Startkriterium Åtgärdstid ÅDT

1 Kombi, saltad väg 1 1 1 cm snö 2 timmar 16 000

6 Plogning, osaltad väg 4 4 2 cm snö 5 timmar 2 000

7 Kombi, saltad väg 3 3- 2 cm snö 4 timmar 8 000

9 Kombi, saltad väg 3 3-- 2 cm snö 5 timmar 2 000

10 Plogning, osaltad väg 4 4- 3 cm snö 5 timmar 2 000

Förutsättningar för beräkningar med Vintermodellen är: vägen är två-fältig med en vägbredd på mellan 6 och 9 meter hastighetsgränsen är 90km/h

(30)

Indata till Vintermodellen är:

Väderinformation från VViS-station 1921 Urvalla, i närheten av Arboga, dvs. Klimatzon Mellersta Sverige. Under tiden 2006-10-15 – 2007-04-15

Det är fyra olika driftstandardklasser i tillämpningskörningarna, men även vissa

specialfall, driftstandardklass 3-, 3-- och 4-. För 3- och 4- har startkriteriet för snö ökats med 1 cm och för 3-- ökades startkriteriet med 1 cm men även åtgärdstiden med 1 timme.

Startkriterier för åtgärderna varieras från 1 till 3 cm och åtgärdstiden varieras mellan 2 och 5 timmar. ÅDT varieras mellan 2 000, 8 000 och 16 000.

För att ta reda på andelen tung trafik gjordes en liten undersökning med ÅDT kartor och 70 olika vägsträckor jämt fördelade i landet. Följande andel var det för de tre aktuella ÅDT-flödena. Vägar med ÅDT 2 000 hade 12,5 % tung trafik, de med ÅDT 8 000 hade 10,5 % och de med ÅDT 16 000 hade 13,2 %. Som en förenkling har tillsvidare andelen tung trafik valts till 12 % (medelvärdet för de tre) oberoende av vägens ÅDT.

Dessa 12 % tung trafik kan i sin tur delas upp i Lastbilar utan släp (LBU) 40 % och Lastbilar med släp (LBS) 60 % (se kap 4.3).

Exempel på beräkning av andel per fordonstyp.

ÅDT 16 000 har ÅDT 8 000 i en körriktning av dem är 7040 personbilar och 960 lastbilar. Av lastbilarna är 384 utan släp och 576 med släp.

5.1 Väglag

I Tabell 9 redovisas de tio olika väglagsfördelningarna som har beräknats beroende av vilken nivå av service som varje tillämpningskörning har, dvs. vilken åtgärdstyp, åtgärdstid och trafikmängd som vägen har samt vilket startkriterium.

För alla tillämpningskörningarna förekommer torr barmark mest och därefter, beroende av trafikmängden, fuktig och våt barmark. Den våta vägbanan torkar fortare när det är ett högt trafikflöde och övergår till fuktig barmark innan den slutligen blir torr.

Tabell 9. Väglagsfördelning (%) för de 10 olika tillämpningskörningarna.

Väglag 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB 66,45 66,37 64,01 63,42 51,43 58,04 63,59 51,80 51,79 57,56 FB 15,94 15,99 14,37 14,11 9,37 5,74 14,11 9,29 9,37 5,75 VB 9,94 9,87 13,85 14,24 30,94 22,91 14,14 30,73 30,53 22,95 TUI/RIM 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,67 0,00 0,00 0,00 3,67 PS/TJI 0,10 0,10 0,17 0,17 0,50 1,41 0,17 0,50 0,50 1,38 LS/SM 0,13 0,13 0,31 0,31 1,23 0,42 0,31 1,25 1,15 0,47 S(B) 7,32 7,41 7,06 7,53 6,40 7,75 7,46 6,31 6,53 8,16 S(TUI) 0,13 0,13 0,23 0,23 0,13 0,07 0,23 0,13 0,13 0,07

(31)

5.2 Olyckor

Antalet inträffade olyckor i de tio körningarna varierar bland annat beroende av standardklassen och väglaget. Olycksrisken varierar i de olika klimatzonerna. I Tabell 10 ses antalet olyckor på barmark respektive snö/is för de tio tillämpningskörningarna. Det är flest olyckor som sker i körning 1 och 2 där ÅDT är högst och minst olyckor i 5, 8 och 9 där ÅDT är lägst och vägarna är saltade.

Detta ger dock en lite skev bild av antalet olyckor eftersom trafikmängden är väldigt varierande. Ser man istället till antalet olyckor per ÅDT, sticker de osaltade vägarna (6 och 10) ut som mer olycksdrabbade med 0,0089 olyckor jämfört med 0,0064 i medeltal för de saltade vägarna. Men räknat i pengar för olyckorna skiljer det sig åt beroende av vilken sorts olycka som sker och dess allvarlighet. Störst kostnader blir det för

tillämplighetskörning 1, 2, 4 och 7 och något lägre för nummer 3. Det är körningarna med det högsta och näst högsta ÅDT. Men normeras olyckskostnaderna med avseende på trafikmängden, ser man att det blir störst kostnader för de osaltade och lägre

trafikerade vägarna och nummer 3 är inte längre bland de dyrare, vilket inte blir fallet för de andra körningarna med ÅDT 8 000 (4 och 7). Sett till trafikmängden är

olyckskostnaden lägst för de högtrafikerade vägarna.

Tabell 10. Antal olyckor i de olika tillämpningskörningarna.

Olyckor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Barmark 45,73 55,91 28,11 32,74 8,38 8,88 32,75 8,38 8,36 8,84 Is/snö 38,63 38,85 20,22 20,79 5,14 8,83 20,71 5,12 5,16 8,98 Summa 84,4 94,8 48,3 53,5 13,5 17,7 53,5 13,5 13,5 17,8 Kostnad (Mkr) 85 96 49 79 20 21 78 20 20 21 Antal Olyckor/ÅDT*10-3 _5,3 _5,9 _6,0 _6,7 _6,8 _8,9 _6,7 _6,8 _6,8 _8,9 Olyckskostnad (tkr)/ÅDT 5,3 6,0 6,1 9,8 9,9 10,6 9,8 9,9 9,9 10,7

5.3 Restid

Antalet fordonstimmar per vägnät och vinter varierar mycket för de olika körningarna och då även de kostnaderna som kan relateras till dem. De tillämpningskörningar med högsta antalet restimmar är för de två fallen där ÅDT är 16 000, vilket även ger de högsta kostnaderna (Tabell 11). Men normerat med avseende på trafikmängd blir både restiden och restidskostnaden högre för de osaltade vägarna. Det skiljer sig åt mellan de två körningarna med högre trafikmängd, mest utmärkande är den första körningen (standardklass 1) med den lägsta kostnaden sett till trafikmängden på vägen.

(32)

Tabell 11. Restidstimmar (tusen timmar) för alla fordon (Personbil, lastbil med och utan släp) inkl. totala kostnaden.

Restid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB 1628 1790 863 883 179 214 885 180 180 212 FB 395 436 196 198 33 21 198 33 33 21 VB 249 272 191 202 110 86 201 109 108 86 TUI/RIM 0 0 0 0 0 15 0 0 0 15 PS/TJI 3 3 3 3 2 6 3 2 2 6 LS/SM 4 4 5 5 5 2 5 5 5 2 S(B) 195 217 104 114 24 31 113 24 25 33 S(TUI) 3 4 3 4 0 0 4 0 0 0 Summa 2477 2726 1364 1409 354 375 1409 354 354 375 Kostnad (Mkr) 456 498 249 257 65 69 257 65 65 69 Restid (tim)/ÅDT 154,8 170,4 170,6 176,1 176,8 187,5 176,1 176,8 176,8 187,6 Restidskostnad (tkr)/ÅDT 28,5 31,1 31,2 32,2 32,3 34,3 32,2 32,3 32,3 34,3

5.4 Bränsle

Bränsleförbrukningen är högst för de två tillämpningskörningarna med ÅDT 16 000 följt av dem med 8 000 och 2 000. Den lägsta bränslekostnaden var för den osaltade vägen i tillämpningskörning 6 och 10. Bränslekostnaden normerat per trafikmängd jämnar ut skillnaderna till att variera mellan 3 700 och 4 000 kr per fordon. Högst bränslekostnad blir det på vägen med standardklass 1 (körning 1 i Tabell 12), men även de saltade vägarna med ÅDT 2 000 ligger högt (körning 5, 8 och 9).

Tabell 12. Bränsleförbrukning (tusen liter) för olika fordonstyper, totala kostnaden (tkr) och fördelat på ÅDT. Bränsleförbrukning 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Personbil, bensin 5448 4976 2496 2441 621 599 2441 622 622 599 Personbil, diesel 2148 1962 984 962 245 236 962 245 245 236 Lastbil utan släp 1770 1723 865 832 213 199 832 213 213 199 Lastbil med släp 3821 3760 1883 2050 517 499 2050 517 517 499 Summa 13187 12421 6228 6285 1596 1534 6285 1596 1596 1533 Kostnad (Mkr) 64 60 30 30 8 7 30 8 8 7 Bränsle (liter)/ÅDT 824,2 776,3 778,6 785,6 798,2 766,8 785,7 798,2 798,2 766,6 Bränslekostnad (tkr)/ÅDT 4,0 3,8 3,8 3,8 3,9 3,7 3,8 3,9 3,9 3,7

5.5 Korrosion

Korrosionskostnaderna beräknas med 26,25 öre per fordonskilometer och då blir trafikarbetet (indirekt ÅDT) det enda som påverkar kostnaderna (Tabell 13). Modellen tar i dagsläget inte hänsyn till hur stor andel av fordonen som kör på saltade respektive osaltade vägar. Det finns i stort sett inte några bilar som bara kör på den ena typen av

(33)

vägar. Dessutom är det inte heller helt saltfritt på de osaltade vägarna eftersom sandningssanden har inblandning av salt för att den inte ska frysa ihop vid lagring.

Tabell 13. Korrosionskostnader per vägnät och vinter (tkr).

Korrosion 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kostnad (Mkr) 68 68 34 34 8 8 34 8 8 8

5.6 Miljö – Salt

I modellen värderas vegetationsskadorna på två sätt. Den ena är kostnader för utebliven skogsavkastning på den marken som blivit exponerad och den andra är den estetiska kostnaden som den skadade vegetationen har på resenärernas betalningsvilja. I Möller (2014) finns en mer detaljerad beskrivning av hur vegetationen värderas.

Kostnader för vegetationsskador till följd av saltning beräknas bara för de saltade vägarna (Tabell 14). Till skillnad mot de tidigare kostnaderna som har presenterats här är det tillämpningskörningarna 5, 8 och 9 som kostar mest och då är det den estetiska kostnaden som är den högsta. I dessa tre körningar är det fler förebyggande åtgärder med 40 g/m2 saltlösning eftersom trafiken inte är så hög i dessa fallen, i de andra fallen är det vanligare med 20 g/m2 vilket ger en lägre kostnad. I delkapitel 5.8 om åtgärder framgår de olika antal åtgärder som har beräknats för varje körning.

Även om det inte skiljer mycket mellan de olika körningarna så är de lägsta kostnaderna för de högtrafikerade vägarna.

Tabell 14. Kostnader för miljöskador orsakade av salt. Saltförorenings kostnader (tkr) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Utebliven tillväxt 132 132 135 135 136 - 134 136 136 - Estetik 330 317 333 333 378 - 328 373 363 - Kostnad (Mkr) 0,46 0,45 0,47 0,47 0,52 - 0,46 0,51 0,50 -

5.7 Miljö – Luft

I Tabell 15 visas luftförreningsutsläppen de olika tillämpningskörningarna ger i antal ton per vägnät och vinter som en summa för alla fyra fordonstyperna som ingår (Personbil (bensin), Personbil (diesel), Lastbil utan släp och Lastbil med släp). Även kostnaderna för dessa utsläpp redovisas i tabellen. Det finns även här en tydlig koppling till antalet fordon på vägen. Den största kostnaden blev för tillämpningskörning 1 både för den totala kostnaden och för kostnaden normerad med avseende på trafikmängden. Men generellt sett är det mängden fordon som styr kostnaderna för utsläppen av bland annat koldioxid. I Figur 7 visas koldioxidutsläppet i ton per vägnät och vinter normerat med avseende på trafikmängden, det syns då tydligt att en av de påverkande faktorerna

(34)

Tabell 15. Luftföroreningsutsläpp (ton per vägnät och vinter) summa för Personbil (bensin och diesel) samt lastbilar med och utan släp och den totala kostnaden.

Utsläppav luftföroreningar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CO2 (ton) 30737 28992 14538 14695 3732 3585 14696 3732 3732 3584 SO2 (ton) 0,14 0,13 0,07 0,07 0,02 0,02 0,07 0,02 0,02 0,02 HC (ton) 15,5 15,5 7,7 7,7 1,9 1,9 7,7 1,9 1,9 1,9 NOx (ton) 244 244 122 122 30 30 122 30 30 30 Kostnad (Mkr) 65 62 31 31 8 8 31 8 8 8 Utsläppskostnad (tkr)/ÅDT 4,1 3,9 3,9 3,9 4,0 3,9 3,9 4,0 4,0 3,9

Figur 7. CO2-utsläpp (ton) normerade med avseende på trafikmängd.

5.8 Åtgärder

Som nämnt tidigare är det fler förebyggande åtgärder med givan 40 g/m2 för de

körningarna där trafiken är lägre. Högst kostnader för de förebyggande åtgärderna är för tillämpningskörningarna 5, 8 och 9. För kombikörning (med och utan plog) med

befuktat salt är det de första fem tillämpningskörningarna som kostar mest, med körning 5 (ÅDT: 2 000, Standardklass: 3; Startkriterium; 1 cm och 4 timmars åtgärdstid) som den dyraste. Åtgärdskostnader varierar obetydligt vid olika standardklasser och trafikflöden på saltade vägar för denna vintersäsong, ett annat vinterväder hade gett andra kostnader.

På de osaltade vägarna är det några fler plogningsåtgärder i körning 6 jämfört med i nummer 10, där startkriteriet för snödjupet är det som är skillnaden 2 cm respektive 3 cm. Åtgärdskostnaden är ungefär hälften av kostnaden som var på de saltade vägarna.

1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CO 2 /ÅDT (to n ) Tillämpningskörning

(35)

Tabell 16. Antal utförda åtgärder och den totala kostnaden (tkr). OBS. tillämpnings-körningarna 6 och 10 är inte saltade utan bara plogade och sandade.

Åtgärder 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Förebyggande med

saltlösning (40g/m2) 5 5 14 14 39 - 14 39 39 -

Förebyggande med

saltlösning (20g/m2) 72 72 63 63 38 - 63 38 38 -

Kombikörning plog och

befuktat salt (10g/m2) 42 37 37 37 37 - 35 35 33 - Kombikörning endast befuktat salt (10g/m2) 30 30 30 30 30 - 30 30 28 - Plogning - - - 12 - - - 8 Sandning - - - 68 - - - 68 Kostnad (Mkr) 1,19 1,14 1,16 1,16 1,25 0,65 1,14 1,22 1,18 0,62

5.9 Totala kostnader

Sett till de totala kostnaderna för de olika tillämpningskörningarna varierar de ganska mycket från 110 Mkr för de lågtrafikerade och saltade vägarna (körning 5, 8 och 9) till 786 Mkr för tillämpningskörning nummer 2 som är den högtrafikerade vägen med vägstandardklass 2, dessa går dock inte att jämföra eftersom ÅDT varierar mellan 2 000 och 16 000. Om de totala kostnaderna då normeras med avseende på trafikmängden ser man att de högsta kostnaderna återfinns i de lägre standardklasserna.

Det som utmärker sig mest är restidskostnaderna (Figur 8), för en väg med hög års-dygnstrafik blir kostnaderna för restiderna höga. Om man ser till restidskostnaden i förhållande till den totala kostnaden skiljer det inte så mycket mellan de tio

körningarna, 59 % av totalkostnaden för tillämpningskörning 5 mot körning 2 som har den högsta andelen med 63 % av den totala kostnaden.

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 To ta l k o stn ad /ÅDT (tk r) Kos tn ad er (Mkr) Tillämpningskörning Åtgärder Miljö, luft Miljö, salt Korrosion Bränsle Restid Olyckor Kostnad/ÅDT (tkr)

(36)

skadats av saltet som har använts för åtgärda vägarna, vilket gör att kostnaden för den skadade växtligheten slås ut över flera år. Det kan vara denna avräkning som gör att kostnaderna för vegetationsskadorna är låga i förhållande till övriga kostnader. Det saknas även kostnadsberäkningar för saltets påverkan på grundvattnet.

Även åtgärdskostnaderna är förhållandevis låga jämfört med de andra kostnaderna, de är helt beroende av hur vädret är under en vinter dvs. hur många åtgärder som behöver utföras under den modellerade vintern.

(37)

6 Jämförelser mellan olika driftstandardklasser

När modellen gör kostnadsberäkningar vill man att det bara ska vara startkriteriet eller åtgärdstiden som ändras. Därför kan det inte göras några jämförelser enbart baserat på de tidigare redovisade tillämpningskörningarna. Som exempel tillämpningskörning 1 är Kombikörning och saltad väg med startkriteriet 1 cm snö och 2 timmars åtgärdstid för en vägstandardklass 1 med ÅDT 16 000. Tillämpningskörning 2 har samma förutsätt-ningar som skulle vara önskvärda att jämföra med, dvs. en ökning av åtgärdstiden med en timma till 3 timmar, men den körningen har även en förändring av standardklassen, vägstandardklass 2. För att kunna utläsa hur en förändring i åtgärdstiden påverkar måste vägstandardklassen förbli densamma. Om vägstandardklassen sänks ändras det många parametrar bakom, som till exempel olycksrisk och allvarlighetsföljd som är beroende av vägens hastighetsgräns och utformning, dvs. vägbredd, geometri, separeringsgrad samt väglaget.

Av de 10 tillämpningskörningarna i Tabell 8 är det följande 7 (Tabell 17) tillsammans med 4 modifierade körningar (Tabell 18) som används vid jämförelserna mellan vilka skillnader det blir om startkriteriet eller åtgärdstiden ändras med kvarhållande av samma vägstandardklass.

Tabell 17. Tillämpningskörningar för jämförelser av förändringar i startkriterier och åtgärdstider på saltad och osaltad väg.

9 Kombi, saltad väg 3 3-- 2 cm snö 5 timmar 2 000

10 Plogning, osaltad väg 4 4- 3 cm snö 5 timmar 2 000

Tabell 18. Nya tillämpningskörningar på saltad och osaltad väg.

(38)

Tabell 19. Resultat från de fyra nya tillämpningskörningarna på saltad och osaltad väg. 11 12 13 14 ÅDT 16 000 8 000 2 000 8 000 Standardklass väg 1 2 3 2 Standardklass drift 2 3 4 3- Startkriterium 1 cm 1 cm 2 cm 2 cm

Åtgärdstid 3 tim 4 tim 5 tim 4 tim

Väglag TB 66,37 63,42 58,04 63,59 FB 15,99 14,11 5,74 14,11 VB 9,87 14,24 22,91 14,14 TUI/RIM 0,00 0,00 3,67 0,00 PS/TJI 0,10 0,17 1,41 0,17 LS/SM 0,13 0,31 0,42 0,31 S(B) 7,41 7,53 7,75 7,46 S(TUI) 0,13 0,23 0,07 0,23 Olyckor Barmark 45,69 27,98 7,76 28,00 Is/snö 38,85 20,79 8,83 20,71 Summa 84,5 48,8 16,6 48,7 Kostnad (Mkr) 85 49 25 49 Antal Olyckor/ÅDT*10-3 _5,3 _6,1 _8,3 _6,1 Olyckskostnad (tkr)/ÅDT 5,3 6,1 12,3 6,1 Restid TB 1627 855 202 858 FB 396 192 20 192 VB 247 196 81 195 TUI/RIM 0 0 14 0 PS/TJI 3 3 6 3 LS/SM 4 5 2 5 S(B) 198 110 29 109 S(TUI) 3 3 0 3 Summa 2271 1365 355 1365 Kostnad (Mkr) 456 249 65 249 Restid (tim)/ÅDT 141,9 170,6 177,4 170,6 Restidskostnad (tkr)/ÅDT 28,5 31,2 32,4 31,2 Bränsleförbrukning Personbil, bensin 5448 2495 620 2495 Personbil, diesel 2148 984 245 984 Lastbil utan släp 1770 865 212 865 Lastbil med släp 3821 1883 516 1883 Summa 13186 6226 1593 6227 Kostnad (Mkr) 64 30 8 30 Bränsle (liter)/ÅDT 824,1 778,3 796,7 778,3 Bränslekostnad (tkr)/ÅDT 4,0 3,8 3,9 3,8 Korrosion Kostnad (Mkr) 68 34 8 34 Saltföroreningskostnader (tkr) Utebliven tillväxt 132 135 - 134 Estetik 317 333 - 328 Kostnad (Mkr) 0,45 0,47 - 0,46

(39)

Utsläpp av luftföroreningar CO2 (ton) 30734 14533 3725 14534 SO2 (ton) 0,14 0,07 0,02 0,07 HC (ton) 15,46 7,73 1,93 7,73 NOx (ton) 244 122 30 122 Kostnad (Mkr) 65 31 8 31 Utsläppskostnad (tkr)/ÅDT 4,1 3,9 4,0 3,9 Åtgärder

Förebyggande med saltlösning (40g/m2) 5 14 - 14

Förebyggande med saltlösning (20g/m2) 72 63 - 63

Kombikörning plog och befuktat salt (10g/m2) 37 37 - 35 Kombikörning endast befuktat salt (10g/m2) 30 30 - 30

Plogning - - 12 - Sandning - - 68 - Kostnad (Mkr) 1,14 1,16 0,65 1,14 Total kostnad Olyckor 85 49 25 49 Restid 456 249 65 249 Bränsle 64 30 8 30 Korrosion 68 34 8 34 Miljö, salt 0,4 0,5 0,0 0,5 Miljö, luft 65 31 8 31 Åtgärder 1,1 1,2 0,7 1,1 Kostnad (Mkr) 739 396 114 395 Kostnad (tkr)/ÅDT 46,2 49,4 57,1 49,4

De 7 kombinationerna i Tabell 20 är det som studeras i detta kapitel. Trafikflödena är alltid desamma mellan de två körningarna som jämförs.

Ett förtydligande kan behövas vid jämförelserna mellan kombikörning på saltad väg och plogad och osaltad väg (jämförelserna 5 & 13, 8 & 13 och 9 & 13 i Tabell 20 och i delkapitel 6.4 – 6.6). I tillämpningskörning 5 med vägstandardklass 3 och driftstandard-klass 3 som ska jämföras med körning 13 som då ska använda driftstandarddriftstandard-klass 4 (plogad och osaltad väg), MEN vägstandardklass är fortfarande 3. Det är samma väg som ska jämföras, men i modellen ska den använda den delen som plogar och sandar vägen istället för att det är kombikörningsmodellen som används. I kombikörnings-modellen saltas det i förebyggande syfte eller plogas och saltas i samband med nederbörd.

(40)

Tabell 20. De sju jämförelserna som görs i denna studie.

Nr Åtgärd Väg Drift Start Tid ÅDT

1 & 11 Kombi, saltad väg 1 1 1 cm snö 2 tim 16 000 Kombi, saltad väg 1 2 1 cm snö 3 tim 16 000 3 & 12 Kombi, saltad väg 2 2 1 cm snö 3 tim 8 000 Kombi, saltad väg 2 3 1 cm snö 4 tim 8 000 3 & 14 Kombi, saltad väg 2 2 1 cm snö 3 tim 8 000 Kombi, saltad väg 2 3- 2 cm snö 4 tim 8 000 5 & 13 Kombi, saltad väg 3 3 1 cm snö 4 tim 2 000 Plogning, osaltad väg 3 4 2 cm snö 5 tim 2 000 8 & 13 Kombi, saltad väg 3 3- 2 cm snö 4 tim 2 000 Plogning, osaltad väg 3 4 2 cm snö 5 tim 2 000 9 & 13 Kombi, saltad väg 3 3-- 2 cm snö 5 tim 2 000 Plogning, osaltad väg 3 4 2 cm snö 5 tim 2 000 6 & 10 Plogning, osaltad väg 4 4 2 cm snö 5 tim 2 000 Plogning, osaltad väg 4 4- 3 cm snö 5 tim 2 000

6.1 Jämförelse mellan körning 1 och 11

Tillämpningskörning 1 är en saltad väg där kombikörning används med startkriteriet för snö på 1 cm och 2 timmars åtgärdstid för en väg med vägstandardklass 1 och ÅDT 16 000. Körning 11 har samma förutsättningar bortsett från åtgärdstiden som höjts en timme till 3 timmar.

Figur 9. Skillnad i kostnader (tkr) mellan tillämpningskörningarna 1 och 11.

Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 1 och driftstandardklass 1 resp. 2, ÅDT 16 000, snödjup 1 cm, med åtgärdstid 2 resp. 3 timmar.

I Figur 9 visas kostnadsskillnaderna mellan de två tillämpningskörningarna och i Figur 10 redovisas kostnadsskillnaderna i procent. Om vinterväghållningen ändrar

164,5 33,9 -5,3 0,0 -12,7 -3,9 -58,5 118,0 -100 -50 0 50 100 150 200 Olycko r R es ti d Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Skilln ad i ko stn ad er (tk r)

(41)

åtgärdstiden från 2 till 3 timmar ökar kostnaderna för olyckorna med 0,19 % och kostnaderna för restid med 0,01 %. I övrigt kommer kostnaderna för utsläpp från fordonen i form av CO2, SO2, HC och NOx tillsammans med bränslekostnaderna att

minska något. De lite större skillnaderna är minskningarna för vegetationsskadorna (Miljö-salt) tillsammans med kostnaderna för åtgärderna, som minskar eftersom åtgärdstiden vid varje tillfälle ökar med en timma och då behövs det inte lika många åtgärdstillfällen.

Denna ändring i driftstandard ger en total kostnadsökning på 0,02 % eller 118 tkr.

Figur 10. Kostnadsskillnader i procent mellan tillämpningskörningarna 1 och 11. Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 1 och driftstandardklass 1 resp. 2, ÅDT 16 000, snödjup 1 cm, med åtgärdstid 2 resp. 3 timmar.

6.2 Jämförelse mellan körning 3 och 12

Vägstandardklass 2, ÅDT 8 000, Kombikörning och saltad väg med startkriterier 1 cm snö och 3 respektive 4 timmar. Även för tillämpningskörningarna 3 och 12 är det åtgärdstiden som ändras i den andra körningen.

Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 2 och driftstandardklass 2 resp. 3,

0,19% _0,01% -0,01% 0% -2,75% -0,01% -4,90% 0,02% -6% -5% -4% -3% -2% -1% 0% 1% O lyc ko r Re st id Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Förä n d rin g % 403,2 115,0 -10,4 0,0 0,0 -7,5 0,0 500,2 -100 0 100 200 300 400 500 600 Olycko r R es ti d Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Skilln ad i ko stn ad er (tk r)

(42)

största effekten är för olyckorna, där blir ökningen störst, antalet olyckor ökar från 48,33 till 48,77 stycken, vilket ger en kostnadsökning med 0,83 % eller 403 tkr (Figur 11 och Figur 12).

Figur 12. Kostnadsskillnader i procent mellan tillämpningskörningarna 3 och 12. Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 2 och driftstandardklass 2 resp. 3, ÅDT 8 000, snödjup 1 cm, med åtgärdstid 3 resp. 4 timmar.

Åtgärdskostnaderna blir desamma eftersom den ökade åtgärdstimmen från 3 till 4 timmar innebar att antalet åtgärder inte förändrades med det vädret som var rådande under den studerade vintern.

Denna förändring leder till att den totala kostnadsökningen är 0,13 % eller 500 tkr.

6.3 Jämförelse mellan körning 3 och 14

Saltad väg med kombikörning, ÅDT 8 000, vägstandardklass 2, med startkriterier 1 respektive 2 cm snö och 3 respektive 4 timmar. Denna jämförelse är ganska lik den förra jämförelsen för tillämpningskörning 3 och 12. Skillnaden mellan körningarna 12 och 14 är att i körning 14 har startkriteriet för snödjupet ökats med 1 cm och då har både startkriteriet och åtgärdstiden ökats jämfört med tillämpningskörning 3.

I Figur 13 syns en större variation än i de tidigare jämförelserna, men det finns ändå vissa likheter med jämförelsen som gjordes mellan körningarna 3 och 12, då ökade åtgärdstiden och nu ökar även startkriteriet för snödjupet. Den totala kostnadsökningen blir här något lägre, 391 tkr eller 0,10 % mot de 500 tkr i den föregående jämförelsen.

0,83% 0,05% -0,03% 0% 0% -0,02% 0% 0,13% -1,0% -0,5% 0,0% 0,5% 1,0% 1,5% Olycko r R es ti d Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Förä n d rin g %

(43)

Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 2 och driftstandardklass 2 resp. 3-, ÅDT 8 000, snödjup 1 cm resp. 2 cm, med åtgärdstid 3 resp. 4 timmar.

När startkriteriet och åtgärdstiden ökar påverkar det antalet olyckor som då ökar från 48,33 till 48,70 vilket påverkar kostnaderna med 0,70 % (Figur 14).

Figur 14. Kostnadsskillnader i procent mellan tillämpningskörningarna 3 och 14. Kombikörning och saltad väg med vägstandardklass 2 och driftstandardklass 2 resp. 3-, ÅDT 8 000, snödjup startkriterium 1 cm resp. 2 cm, med åtgärdstid 3 resp. 4 timmar.

Kostnaderna för miljöpåverkan minskar med 1,32 %, dvs. ca 6200 kr. Den största procentuella minskningen är för åtgärderna, -2,01 %.

6.4 Jämförelse mellan körning 5 och 13

I denna jämförelse är det en saltad väg med kombikörning som jämförs med en plogad och osaltad väg, det är vägstandardklass 3 (driftstandardklassen 3 respektive 4) med ÅDT 2 000. Startkriteriet för snödjup på vägen ändras från 1 till 2 cm och åtgärdstiden 4 till 5 timmar. 339,3 95,3 -8,4 0,0 -6,2 -6,0 -23,4 390,6 -100 0 100 200 300 400 500 Olycko r R es ti d Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Skilln ad i ko stn ad er (tk r) 0,70% 0,04% -0,03% 0% -1,32% -0,02% -2,01% 0,10% -4% -3% -2% -1% 0% 1% O lyc ko r Re st id Brän sl e Ko rr o si o n Mi ljö , s alt Mi ljö , lu ft Å tg ärd e r Su mma Förä n d rin g %