Samband mellan vägyta och bränsleförbrukning på grusvägar

?vi §wAN$§w§

« _\N.\5110:. _

wa _ .7,

Mmåbmzm 33k.: _übåm cab

hamna**måstkåzh hm bla? mms.

Iman .mm_xmzamq

.03.63% .36. 003 ?mååamåå lä.: 0 mm u Q u :awmbib

_Sång:Sås.

VTIrar?

7.987

Samband mellan vägyta och

bränsleförbrukning på grusvägar

Hans Sävenhed

Våg' 06/1

Statens väg- och trafikinstitut (vr/i - 58 1 01 Linköping

IIIStItUtBt Swedish Road and Traffic Research Institute - 8-581 0 1 Linköping Sweden

3.1 3.2 3.3 3.4 INNEHÅLLSFÖRTECKNING

REFERAT

ABSTRACT

SAMMANFATTNING

SUMMARY

INLEDNmK;

MALSATTNmkz

METOD Mätutrustning Mätsträckor Utförande Statistisk bearbetning RESULTAT Bränsleförbrukning på försöksväg Lv 778 och respektive kontroiiväg Lv 538 och Lv 539 Kvalitetsbedömning enligt FUG-modelien :för försöksvägen och kontrollvägarna

DISKUSSION REFERENSER BILAGA 1 VTI RAPPORT 235 Sid II III O N -wa . ) 11 21 27 28

Samband mellan vägyta och bränsleförbrukning på grusvägar av Hans Sävenhed

Statens väg-och trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING

REFERAT

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) har på uppdrag av statens vägverk

(VV) undersökt sambandet mellan grusvägars olika yttillstånd och

bränsle-förbrukning.

Syftet med undersökningen har varit att studera skillnader i

bränsleför-brukning mellan två på varandra följande hyvlingar av vägbanan på en

grusväg i mellersta Sverige. Detta för att få en del av det underlag som

behövs då väghållaren skall utarbeta kriterier för när eller hur ofta en

grusväg behöver hyvlas.

II

Relationship between road surface and fuel consumption on gravel roads by Hans Sävenhed

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) 5-581 01 LINKÖPING Sweden

ABSTRACT

On a commission by the National Road Administration, VTI has inves-tigated how different surface conditions of gravel roads influence the fuel consumption of passenger cars.

The purpose of the investigation has been to study differences in fuel consumption between two consecutive reshapings with grader of a gravel road in central Sweden; thereby obtaining part of the data required to draw up criteria for when or how often a gravel road requires reshaping with grader.

III

Samband mellan vägyta och bränsleförbrukning på grusvägar av Hans Sävenhed

Statens väg-och trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

På uppdrag av statens vägverk (VV) har statens väg- och trafikinstitut

(VTI) undersökt hur bränsleförbrukningen påverkas och förändras när en grusväg förblir ohyvlad en hel sommar. Som försöksväg valdes Lv 778 i E-län. Grusvägen hyvlades den 29/6 och den 13/10. Under dessa tre och en

halv månader utfördes bränsleförbrukningsmätningar varje måndag

oav-sett väglag och väderlek. Mätningar gjordes dessutom på två grusvägar i D-län, Lv 538 och Lv 539. Dessa vägar hyvlades i normal omfattning. Parallellt med bränslemätningarna gjordes en kvalitetsbedömning av väg-ytan på respektive grusväg enligt den instruktion som utformades i det samnordiska projektet "Förbättring och underhåll av grusvägar (FUG)". Syftet med undersökningen har varit att tillsammans med tidigare under-sökningar utförda vid VTI studera hur förändringari vägytan på en grusväg påverkar bränsleförbrukningen hos en personbil. Detta för att få en del av det underlag som behövs då väghållaren skall utarbeta kriterier för när eller hur ofta en grusväg behöver hyvlas.

Mätningarna har utförts med en personbil, Volvo 244 DL av 1978 års modell. Två tur och returresor i tre olika hastigheter 50, 60 och 70 km/h har gjorts vid varje mättillfälle. Inga växlingar, accelerationer, retarda-tioner eller väjningar har gjorts. Mätningarna är utförda på plana och raka sträckor, en knapp kilometer långa. Resultaten redovisas som medelvärdet av de båda tur och returresorna i respektive hastighetsklass vid varje mättillfälle. Kalibreringar har gjorts för luft-och bränsletemperatur till ZOOC.

Resultatet av mätningarna visar att den ökade jämnhet som erhålls vid en hyvling endast tycks påverka bränsleförbrukningen med 1-3 %. Däremot medför en sämre bundenhet av vägytan en merförbrukning på 3-5 %. En

IV

klart högre bränsleförbrukning mättes upp vid varje tillfälle då vägytan

var våt. Speciellt i slutet av sommaren på försöksvägen, eftersom hålen

var djupare och innehöll mera vatten där än på dejämnare

kontroll-sträckorna.

Vid torr, fast och bra bunden vägyta nästan exakt tre månader efter hyvling ökade bränsleförbrukningen med endast 1-3 0/0 på försökssträckan, detta trots alla hål. Vid torrt väglag, men med lite lösgrus på vägbanan, är tillskottet i bränsleförbrukning ca 3-5 %. Detta jämfört med den lägst uppmätta förbrukningen en vecka efter hyvlingen. Direkt efter en hyvling ökar bränsleförbrukningen med mellan 10 och 15 %, mest beroende på hur mycket vatten som användes vid hyvlingen. Den högsta merförbrukningen, 27 %, mättes upp då vägen hyvlades strax efter ett kraftigt regn.

Mätningarna visar således att vid torrt väglag är det viktigare ur bränslesynpunkt att vägbanan är bra bunden än att den är jämn. Mjuk vägbana ger en högre bränsleförbrukning än vad som är fallet då vägen är hård. En kort tid, då grusvägen är jämn, hård och bra bunden ca en vecka efter en hyvling, är bränsleförbrukningen i det närmaste identisk med den förbrukning som mätts upp på belagd väg i en tidigare studie.

Relationship between road surface and fuel consumption on gravel roads by Hans Sävenhed

Swedish Road a_n_d Traffic Research Institute (VTI) 5-581 01 LINKÖPING Sweden

SUMMARY

On a commission by the National Road Administration (VV), the Swedish

Road and Traffic Research Institute (VTI) has investigated how fuel

consumption is influenced if a gravel road remains ungraded for a whole summer. Road No. Lv 778 in the county of Östergötland was chosen as a test road. The road was reshaped with graderon June 19 and on October 13. During these 3% months fuel consumption was measured every Monday, regardless of weather and road condition. Measurements were also made in the county of Södermanland on two control roads (Lv 538 and

Lv 539), which were reshaped at normal intervals.

An estimate of the quality of the surface of the gravelled roads in question was made together with the fuel consumption measurements in accordance with directions given by the inter-Nordic project "Improve-ment and maintenance of gravel roads (FUG)".

The purpose of the investigation was to study how changes in the surface of gravel roads effect the fuel consumption of cars. Results from earlier investigations carried out by VTI were also used in the study. Thus, it was possible to obtain the basic data necessary for the road authority when working out criteria for when or how often a road requires reshaping. The measurements were made with a 1978 model Volvo 244 DL. Two round-trip journeys at three different speeds, - 50, 60 and 70 km/h - were made each time on each measuring occasion. No gear changes,

accelera-tions, retardations or other manoeuvres were made. The measurements

took place on straight and level road stretches which were nearly 1 km long. The results are shown as the mean of the two round-trip journeys in each speed class on each occasion. The results were corrected to account for variations in both air and fuel temperatures, as well as in speed

differences.

VI

The results show that the increased smoothness obtained through re-shaping with grader seems to decrease fuel consumption by only l-3 %. On the other hand, loose gravel or sand on the road may result in an increase in fuel consumption of 3-5 0/0. When the road surface was wet, a higher fuel consumption was measured, particularly at the end of the summer, as the holes in the test road were then deeper and contained more water than those on the slightly smoother control stretches.

On a dry, firm and not very well stabilized road surface, almost 3 months

after reshaping with grader, fuel consumption increased by only 3 % on the test roads, despite all the holes. On dry roads with some loose gravel, the increase in fuel consumption was about 3-5 %, mainly depending upon the quantity of water used when reshaping with grader. The highest fuel consumption increase - 27 0/o - was measured when the road was reshaped shortly after heavy rain.

Consequently, measurements show that when the road surface is dry, it is more important that the road is free from loose gravel or sand than that it is even. The fuel consumption is higher on a soft road surface than on a hard one. For a short time, while the gravel road is smooth, hard and free from loose gravel or sand, about a week after the reshaping with grader, fuel consumption is almost the same as the fuel consumption on paved

roads, as documented in an earlier study.

1. INLEDNING

Inom det samnordiska projektet "Förbättring och underhåll av grusvägar (FUG)", utförde statens väg- och trafikinstitut bränsleförbrukningsmät-ningar på några grusvägar i mellersta Sverige. Dessa studier gav så pass intressanta resultat atten utförligare studie blev önskvärd.

Pâ uppdrag av statens vägverk (VV) har därför statens väg-och

trafik-institut (VTI) utfört bränsleförbrukningsmätningar underen hel sommar på

en grusväg, Lv 778 i E-län. Försöksvägen fick förbli ohyvlad hela som-maren, för att mätningar skulle kunna göras även på en mycket ojämn vägyta. Mätningar gjordes varje måndag oavsett väglag och väderlek, mellan den 29/6 och den 21/10. Dessutom gjordes mätningar på två. kontrollvägar som hyvlades i normal omfattning, Lv 538 och Lv 539 belägna strax söder Katrineholm i D-län.

2. MÅLSÄTTNING

Avsikten har varit att mäta upp de eventuella tillskott i bränsleförbruk-ning som kan orsakas av förändringar i vägytans jämnhet och bundenhet.

Detta för att få en del av det underlag som behövs då väghållaren skall

utarbeta kriterier för när eller hur ofta en grusväg behöver hyvlas.

I föreliggande studie har därför statens väg- och trafikinstitut utfört bränsleförbrukningsmätningar under en hel sommar på enohyvlad grusväg i E-län, samt på två kontrollvägar i D-län, hyvlade i normal omfattning.

Samtidigt gjordes en subjektiv bedömning av vägytans kvalitet map

jämnhet, bundenhet och damningsbenägenhet, enligt den instruktion för tillståndsbedömning av grusvägar som utarbetades i' FUG-projektet.

(Bilaga 1).

3. METOD

3.1 Mätutrustning

Mätningarna är gjorda med en Volvo 244DL av 1978 års modell. Fordons-data finns redovisade i VTI Meddelande nr 181 (ref 2). För att kunna göra jämförande mätningar som ej påverkas av förarens individuella beteende, är bilen utrustad med en s k Tempostat, så att en automatiskt kontrolle-rad konstant hastighet kan hållas. Bränsleförbrukningen mäts upp med en Pierburg PLu 106 flödesmätare, monterad direkt på bensinslangen. Mät-noggrannheten är 0,5 % vid jämförande mätningar. Bränslets temperatur

registreras av ett platinaelement (Pt 1x100) som är monterat i anslutning

till flödesmätaren.

Samtliga mätvärden, som ovanstående apparatur producerar, registreras kontinuerligt av en datalogger (Discan) inne i mätbilen. En pulsgivare på höger framhjul ger fyra pulser per hjulvarv, vilket innebär en upplösning på ca en halv meter. Med hjälp av dessa pulser kan Discan skriva ut alla mätvärden för var 20:e meter på en Facit remsstans.

Ovanstående mätapparatur är mer fullständigt beskriven i VTI Meddelande 70 (ref l).

3.2 Mätsträckor

Som försöksväg valdes länsväg 778 vid Ringarum i E-län. Vägen hyvlades i "vanlig" ordning den 29/6 och fick sedan ligga hela sommaren till den 13/10. Som kontrollvägar valdes två grusvägar i D-län strax söder om Katrineholm, Lv 539 vid Strångsjö och Lv 538 vid Ändebol. Dessa vägar hyvlades i normal utsträckning. För att kunna göra jämförande mätningar av bränsleförbrukning krävs att mätsträckorna inte skiljer alltför mycket i linjeföring, och att de belastas med ungefär lika stor trafik. Mätningarna har därför gjorts på plan rak väg. Sträcklängd och ÄDT för respektive

sträckor redovisas i tabell 1.

Tabelll Sträcklängd och ÄDT för försöksväg respektive

kontroll-sträckorna.

Table l Section length and AADT for test and control sections.

Väg

Mätsträcka m

ÅDT

Road No. Test section m AADT

778 765 i 10

538 670 125

539 760 125

Q NORRKÖPING

A* SÖDERKÖPlNG

778'

x RINGARUM

E66

Figur 1 Provsträcka på Lv 778.

Figure 1 Test road Lv 778.

KATRlNEHOLM

Rv55

STRÃNGSJÖ

ÄNDEBOL

538

Figur 2 Kontrollsträckor på Lv 538 och Lv 539

Figure 2 Control road Lv 538 and Lv 539.

3.3 Utförande

Före varje mätserie har lufttrycket i däcken kontrollerats, 180 kPa fram och 190 kPa bak. Mätbilen har varmkörts minst fyra mil före varje mätning. Bilen har tankats ofta för att hålla totala vikten så konstant som möjligt. Mätningarna är utförda på så plana och raka sträckor som

möjligt, vidare mäts både bränslets och luftens temperatur så att

korrige-ringar kan göras för att kunna göra korrektare jämförelser mellan olika mätsträckor och mellan olika mätdagar.

På Lv 778, som ej hyvlats under sommaren, har bränsleförbruknings-mätningar gjorts varje måndag oavsett väderlek. Dessutom har extra-mätningar gjorts i anslutning till vårens och höstens hyvlingar. På kontrollvägarna har mätningar gjorts i anslutning till hyvling och några gånger mellan hyvlingarna. Mät- och hyvlingsdatum för respektive vägar

redovisas i tabell 2, 3 och 4.

Varje mätserie är utförd i tre olika hastigheter (50, 60 och 70 km/h). För

att minska inverkan avvägens lutning har två tur och returresor i varje hastighetsklass inmätts. Totalt 2 x 2 x 3 = 12 mätningar vid varje mättill-fälle. Mätningarna är gjorda med en automatisk farthållare (Tempostat) inkopplad, vilket innebär att hastighetsvariationen mellan de fyra mät-ningarna inom samma hastighetsklass vid varje mättillfälle är mycket

liten (ca 0,5 km/h).

Mätbilen kördes på fyrans växel i alla hastighetsklasser. Vidare har mätbilen framförts så rakt som möjligt, d v 5 inga undanmanövrar har gjorts för stora potthål eller andra ojämnheter.

Vid var tjugonde meter av mätsträckan har följande mätvärden registre-rats på hålremsa av dataloggern.

o Bränsleförbrukningen i cm3 0 Väglängd i antal hjulpulser

0 Tid 1 sek

Dessutom registreras för hela mätningen följande värden manuellt:

o Bränslets temperatur 0C

0 Luftens temperatur OC

o Vindhastighet m/s

0 Lufttryck mbar

o Luftfuktighet % rel F

Slutligen har en tillståndsbedömning av vägytan gjorts enligt den

instruk-tion som framtogs i NÄT/FUG-projektet (Bilaga 1). Bedömningen har

gjorts av vägmästaren och av bränslebilens förare. Denna bedömning avser följande

0 Vägytans jämnhet o Vägytans bundenhet

o Vägytans damningsbenägenhet

Tabell 2 Mät- och hyvlingsdatum för Lv 778 (Ringarum).

Table 2 Road grading and fuel test dates on Lv 778 (Ringarum).

Datum Hyvling Mätning

Date Grading Test

29/6 x 29/6 30/6 1/7 6/7 13/7 20/7 27/7 3/8 10/8 17/8 24/8 31/8 7/9 14/9 21/9 28/9 5/10 12/10 13/10 x 13/10 14/10 x 15/10 21/10 22/10 x X X X X X X X X X X X X X X X X X X >< >< >< VTI RAPPORT 235

Tabell 3

Mät- och hyvlingsdatum för Lv 538 (Ändebol).

Table 3

Road gradlng and fuel testdates on Lv 538 (Ändebol).

Datum Hyvling Mätning

Date Grading Test

2/7 x 3/7 x 5/8 17/8 17/8 X 18/8 19/8 1/9 9/9 16/9 21/9 x 22/9 23/9 24/9 1/10 >< >< > < > < > < > < > < > < > < > < ><

Tabell 4 Mät- och hyvlingsdatum för Lv 539 (Strångsjö).

Table 4 Road grading and fuel test dates on Lv 539 (Strångsjö).

Datum Hyvling Mätning

Date Grading Test 8

29/6 x 3/7 5/8 17/8 18/8 19/8 1/9 9/9 16/9 21/9 x 22/9 23/9 24/9 1/10 > < > < > < > < > < > < > < |> < . X X X X VTI RAPPORT 235

10

3. 4 Statistisk bearbetning

Vid varje mättillfälle kördes mätsträckan 2 tur och retur- resor i tre olika hastigheter (50, 60 och 70 km/h). För var och en av dessa 12 mätningar

beräknades bränsleförbrukningen i l/mil.

För att eliminera inverkan av lutningsskillnader mellan de tre mät-sträckorna beräknades medelvärdet av bränsleförbrukningen för alla tur och returresorna i respektive hastighetsklass. Vid små lutningar fås ingen signifikant skillnad i bränsleförbrukning vid körning på horisontell väg och den resulterande förbrukningen vid körning uppför och nerför.

För att minimera inverkan av andra faktorer än själva vägbanan, som kan påverka bränsleförbrukningen, har ett antal korrektioner av den uppmätta bränsleförbrukningen gjorts.

Den största skillnaden i hastighet mellan olika mätdagar och mätsträckor var ca 4 km/h i de olika hastighetsklasserna. Korrigering för skillnader i hastighet har gjorts på följande sätt:

Varje mätserie ritades in i ett diagram, med uppmätt bränsleförbrukning på y-axeln och hastighet på x-axeln. Ur dessa diagram lästes bränsleför-brukningen av med hjälp av interpollering för exakt 50, 60 och 70 km/h. Korrektioner har dessutom gjorts för variationer i både luft- och bränsle-temperatur. Lufttemperaturen har varierat mellan 7 och 24°C, medan bränsletemperaturen varierade mellan 22 och LFOOC. I båda fallen har

korrektion till 200C gjorts på följande sätt.

. . . B " 1 k 1

korr 1/m11 = obs 11t/m11 L322ioirorr E2;

(1) 0,715 - ( §7§gågg - 20) . 0.0008

0.715

0 = uppmätt motstånd över platinaeiementet

(2) 1+ 0.0025 (20 - Th)

Th = uppmätt iufttemperatur

ll

4. RESULTAT

4.1 Bränsleförbrukning på försöksväg Lv 778 och respektive

kontrollväg Lv 538 och Lv 539

I tabell 5, 6 och 7 redovisas resultatet av bränslemätningarna på försöks-vägen, Lv 778, och kontrollvägarna, Lv 538 och Lv 539. Tabellerna redo-visar mätdatum, bränsleförbrukning l/mil i respektive hastighetsklass, bränsleförbrukningen i indexform där index är satt till 1 för mätningen den 6 juli på försökssträckan. Då var vägen i "perfekt" skick, slät, hård, torr

och utan lösgrus. Kommentarerna är gjorda vid mättillfället, d v 5 utan

kännedom om den förbrukning som registrerades på remsstansen i data-loggern. I figur 3 redovisas mätresultaten från försöksvägen, Lv 778, för

hastigheten 70 km/h.

Mätresultaten stämmer väl överens med de slutsatser som drogs av de

enstaka mätningar som gjordes i samband med NÄT/FUG projektet, som redovisas i VTI Meddelande 295 (ref 3). Dessa mätningar tyder på att den

klart dokumenterade ökade jämnhet som erhålls genom att hyvla grus-vägen inte tycks påverka bränsleförbrukningen. Däremot minskar bränsle-förbrukningen med ökad bundenhet.

Slutsatserna verifieras av den nya mer utförliga mätserien. Försöksvägen, Lv 778, hyvlades den 29 juni, nästan exakt tre månader senare den 28 september hade bränsleförbrukningen ökat endast med ca 3 %. Detta trots

att vägen var full av hål. I torrt väglag med lösgrus på vägbanan är

tillskottet i bränsleförbrukning ca 3-5 %, medan tillskottet direkt efter en hyvling är 10-15 %, beroende mest på hur fuktig vägbanan är. Den senaste mätserien innehåller även mätningar med fuktig och våt vägbana.

Den 17 augusti, d v 5 en och en halv månad efter hyvlingen, utfördes mätningen efter en kraftig regnskur. Om Lv 778 ej varit försöksväg hade vägmästaren beordrat hyvling av vägen. Tillskottet i bränsleförbrukningen uppmättes till ca 15%, dvs lika mycket som då vägen var precis nyhyvlad den 29 juni. Rullmotståndet, och därmed bränsleförbrukningen,

verkar öka i takt med mängden lösgrus och fukt på vägbanan. Dessa

faktorer verkar vara i det närmaste additiva. Den 15 oktober var vägen nyhyvlad samtidigt som en regnskur gjorde vägbanan väldigt smetig. Vid

12

detta mättillfälle mättes den högsta bränsleförbrukningen upp. Tillskottet var så pass stort som drygt 25 °/o. I tabell 8 redovisas spännvidden, d v 5 den högst respektive lägst uppmätta bränsleförbrukningen på alla mät-sträckorna.

13

Tabell 5 Bränsleförbrukning på försöksväg Lv 788

Table 5 Fuel consumption on test road Lv 788, indexed and

_ (litres/lO km)

Bränsleindex* och(liter/10 km)

Datum Fuel index* and (litres/ 10 km) Väder Vägytans tillstånd

D

m

W

er

ROWDQLLLQD_

29/6

1.09

1.13

1.15

vått

Nyhyvlat

(.74) (0.78) (0.85) (wet) (Road surface freshly graded)

30/6 1.07 1.09 1.11 vått Nyhyvlat

(0.73) (0.75) (0.82) (wet) (Road surface freshly graded)

1/7 1.04 1.07 1.11 vått Gruset börjar bindas

(0.71) (0.74) (0.82) (wet) (Gravel begins to compact)

6/7*

1

1

1

torrt

Vägytan jämn, torr och packad

(0.68) (0.69) (0.74) (dry) Road surface smooth,dry, compact

13/7

1

1

1

torrt

Hålbildningen har börjat

(0.68) (0.69) (0.74) (dry) Pot-holes begin to develop

20/7 1 l 1 torrt Potthål mellan spåren

(0.68) (0.69) (0.74) (dry) Pot-holes develop between ruts

27/7

1

1.01

1.03

torrt

Ytan börjar gå sönder

(0.68) (0.70) (0.76) (dry) (Surface begins to brake up)

3/8

1

1.03

1.04

torrt

Grussträngar förekommer

(0.68) (0.71) (0.77) (dry) Loose gravel collects on ridges

10/8 1 1.03 1.04 torrt Djupare hål, mer löst grus

(0.68) (0.71) (0.77) (dry) Holes deeper, more loose gravel

1778** 1.15 1.17 1.16 regn Mycket vatten i hålen

(0.78) (0.81) (0.86) (rain) Water collects in pot-holes

24/8 1.12 1.12 1.07 regn Mjuk väg, vatten i hålen

(0.76) (0.77) (0.79) (rain) (Surface soft, water in pot-holes)

31/8

0.99

1.01

1.03

torrt

Vågytan hård och packad

(0.67) (0.70) (0.76) (dry) (Surface hard and compact)

7/9 0.99 1.01 1.03 torrt Vägytan löses upp igen

(0.67) (0.69) (0.76) (dry) (Surface begins to break-up agin)

14/9 1 1.01 1.05 torrt Grussträngar förekommer

(0.68) (0.70) (0.78) (dry) Loose gravel collects on ridges

21/9 1.07 1.12 1.11 regn Vatten i hålen

(0.73) (0.77) (0.82) (rain) (Water collects in pot-holes)

28/9 1.01 1.03 1.03 torrt Djupare hål men bra bundet

(0.69) (0.71) (0.76) (dry) Pot-holes deeper but surface comüict

5/10 1.06 1.10 1.12 regn Vatten i hålen

(0.72) (0.76) (0.83) (rain) Water collects in pot-holes

12/10 1.04 1.04 1.09 torrt Vägytan fast, vatten i hålen

(0.71) (0.72) (0.81) (dry) (Surface hard, pools of water in holes

13/10

1.07

1.12

1.11

vått

Nyhyvlat

(0.73) (0.77) (0.82) (wet) (Road surface freshly graded)

15/10*** 1.24

1.26

1.27

regn

Nyhyvlat

(0.84) (0.87) (0.94) (rain) (Road surface graded again)

Bränsleförbrukningen satt till index 1 vid lägsta förbrukning

(Fuel consumption indexed to lowest level)

Här skulle vägen ha hyvlats under normala betingelser

(Under normal conditions the gravel road would have been graded at this time) Vägen hyvlades två gånger vid försökets slut

(Road surface had to be graded twice at the end of the experiment)

Tabell 6

Table 6

Bränsleförbrukningü / 10 km)

Bränsleförbrukning, l/mil, på kontrollväg Lv 538 Ändebol.

Fuel consumption on control road Lv 538 Ändebol, litres/lO km.

Datum Fuel consumption(l/ 10 km) Väder Vägytans tillstånd

Date 50 km/h 60 km/h 70 km/h Weather Road surface condition

3/7

0.74

0.76

0.82

vått

Nästan torr, löst grus, tre spår.

(wet) Almost dry, loose gravel, three ruts

5/8 0.70 0.72 0.77 torrt Hård, löst grus och hål.

(dry) (Hard, potholes and loose gravel)

17/8 0.77 0.79 0.86 regn Löst grus och mycket hål.

(rain) (Loose gravel and a lot of pot holes)

18/8

0.72

0.74

0.79

vått

Fuktig mjuk, bra packad

(wet) Surface soft, wet and compact

19/8 0.71 0.72 0.77 vått Hårdare och torrare

(wet) Surface harder and more dry.

l/9 0.67 0,69 0.75 torrt Hård och fast, några hål

(dry) Hard and compact, some potholes

9/9 0.70 0.72 0.75 torrt Lösgrus bitvis.

(dry) (Intermittent lengths of loose gravel)

16/9 0.70 0.73 0.78 torrt Mycket löst grus, många hål

(dry) (Surface full of potholes and loose

gravel).

22/9 0.72 0.76 0.81 vått Bunden, mjuk

(wet) (Surface soft and compact)

23/9 0.69 0.72 0.78 vått Fast men kladdig

(wet) (Surface tacky but compact)

24/9 0.70 0.71 0.77 vått Bunden, fuktig, ej kladdig

(wet) (Surface wet and compact)

l/lO 0.68 0.71 0.76 torrt Hård och något ojämn

(dry) (Surface hard and uneven)

Hyvlad 2/7, 17/8, 21/9

(Graded)

Tabell 7

Table 7

Bränsleförbrukning(l /l0 km)

Bränsleförbrukning, l/mil, på kontrollv'a'g Lv 539 Strångsjö.

Fuel consumption on control road Lv 539, Strångsjö, litres/lO km.

Datum Fuel consumption(l/ 10 km) Väder Vägytans tillstånd

Date 50 km/h 60 km/h 70 km/h Weather Road surface condition

3/7

0.73

0.73

0.76

vått

Nästan torr, löst grus, två spår.

(wet) Almost dry, loose gravel, two ruts

5/8 0.67 0.70 0.73 torrt Hård, löst grus och hål.

(dry) (Hard, potholes and loose gravel)

17/8

0.74

0.78

0.82

regn

Vatten i hälen.

(rain) (Water collects in pot holes)

18/8 0.70 0.71 0.77 vått En del löst grus

(wet) (Some loose gravel)

19/8 0.71 0.73 0.76 vått Fukt i hålen. Lösgrus.

(wet) (Almost dry, loose gravel)

1/9

0.65

0,69

0.74L

torrt

Fast, hård, hål och lösgrus.

(dry) (Compact, hard, holes and loose

gravel)

9/9 0.68 0.71 0.75 torrt Fast, hård, hål och lösgrus.

(dry) (Compact, hard, holes and loose

gravel)

16/9 0.66 0.69 0.75 torrt Fast, hård, hål och lösgrus.

(dry) (Compact, hard, holes and loose

gravel)

22/9 0.77 0.82 0.88 vått Mjuk och kladdig.

(wet) (Surface soft and tacky)

23/9 0.70 0.75 0.82 vått Börjar fästa men spår och kladd.

(wet) (Gravel begins to compact, tacky)

24/9 0.70 0.73 0.78 vått Fortfarande kladdig.

(wet) (Still tacky)

l/lO 0.69 0.72 0.77 vått Något lösgrus.

(wet) (Some loose gravel)

Hyvlad 29/6, 21/9

(Graded)

VTI RAPPORT 235 Br än sl ein de x Fue li nd ex

sz un!

Figur 3 Fi gur e. 3 s hyvl ad , gr ad ed våt , we f

E]

fo

rr

,

dr

y

E

hyvl

ad

/vc

°1

+,

gr

ad

ed

/we

f

Lgñnn vzönn LLÖnD OLBnn g 6 1 1 1 1 1 SL #30 EL +30 ZL +30 5 +30 gzdas Lz das +7L das L das Br än sl ef ör br uk ni ng i in de xf or m för för sök sväg en , Lv7 78 , 70 km /h .

Fue

lc

on

sun

un

jo

ni

nd

exe

dc

nut

es

tr

oa

d,

Lv7

78

,7

0l

an

/h

16

l7

Tabell8 Spännvidden, dvs den högst respektive lägst uppmätta

bränsleförbrukningen l/mil för respektive mätsträckor i

hastighetsklassen 70 km/h

Table 8 The range, i.e. highest and lowest measured fuel

consump-tion on test and control roads, litres/lO km. Speed

70 km/h.

Bränsle-förbrukning Lv 778 Lv 538 Lv 539 Fuel consumption Högst 0.94 0.86 0.88 Highest Lägst 0.74 0.75 0.73 Lowest

I tabell 9 redovisas bränsleförbrukningen vid några olika yttillstånd i hastig-hetsklassen 70 km/h. Där kan konstateras att den ohyvlade försöksvägen, Lv 778, har ett bränsleförbrukningstillskott som är likvärdigt med de båda

kontrollvägarnas vid jämförelse mellan bra och dålig torr väg. Vid våt

vägbana ryms det mer vatten i hålorna på den ohyvlade vägen, varvid tillskottet i bränsleförbrukning blir större än på kontrollvägarna.

Tabell 9 Uppmätt bränsleförbrukning l/mil för några olika

tillstånds-beskrivningar för respektive mätsträckor i hastighetsklassen

70 km/h

Table 9 Measured fuel consumption for some different road surface

conditions on test and control roads, litres/lO km. Speed

70 km/h.

Tillstånd Lv 778 Lv 538 Lv 539

Surface condition

Fast, torr, hård 0.74 0.75 0.73

Compact, dry, hard

Torr, hård, löst grus, hål 0.78 0.78 0.75

Dry, hard, loose gravel and holes

Våt, mjuk 0.82 0.81 0.78

Wet, soft

Våt, hård 0.81 0.78 0.77

Wet, hard

Våt, mjuk, kladdig 0.89 0.86 0.88

Wet, soft and tacky

18

I figur 4 har medelvärdet för de två tur- och returresornas bränsleförbruk-ning i hastighetsklassen 70 km/h plottats längs en tidsaxel. Dessutom har hyvlingsdatum för respektive sträcka angivits. Mätningarna är inprickade oavsett väglag och väderlek.

I figur 5 jämförs den medeltörbrukning av bränsle för MAB som redovisas i

VTI Rapport 246 (ref 4) med dels en mycket bra grusväg och dels en

mycket dålig grusväg. Dä grusvägen är bra bunden, hård och jämn verkar bränsleförbrukningen vara identisk med den som mätts upp i medeltal på MAB-vägar, medan merförbrukningen av bränsle på en sämre grusväg kan vara så stor som upp till ca 25 %.

VTI RAPPORT 235 BR ÄN SL EF ÖR BR UK Nl NG / l/m il Q9 0' QB O-Q7 5-0 A A QJ O-x 778 0 53 8 A 53 9 Q6 5-19 29/ 6 9/7 19/ 7 29/ 7 8/ 8 18/ 8 28/ 8 7/9 17/ 9 272 9 7/1 0 17/ 10 A ;(4 Fi gur 1/ Br än sl ef ör br uk ni ng en för för sök sväg en oc h ko nt ro ll st räc ko rn a. Un de r ti ds axe ln hyuvl in gs da tum för re sp ek ti ve st räc ka . 70 km /h . Fi gur e 4 Fue l co ns um pt io n on te st ro ad an d on co nt ro l ro ad s.

Da

te

fo

r

gr

ad

in

g

un

de

r

th

e

ho

ri

zo

nt

al

axi

s.

70

km

/h

.

VTI RAPPORT 235 BR ÄN SL EF ÖRBR UK NI NG 4 l/ nül 090- 0,85 -08 0-07 5-07 0-06 0* I x MA B o GR US TO RR HÃR D FA ST SL ÄT A GR US VÄT MJUK KLAD D I I I I 50 60 70 80 Fi gur 5 Br än slef ör br uk ni ngen för M A B jäm för t me d myc ke t br a re Sp myc ke t dål ig gr usväg . Fi gur e 5 Fue l co ns um ptio n on an asph al t-co nc re te ro ad (M AB )co m-pa re d to th ebe st an d th e wo rst co nd it io n on a gr ave l ro ad . 90 HA ST KM /H 20

21

I tabell 5 redovisades bränsleförbrukningen för försöksvägen. Tillskottet i bränsleförbrukning för mätningar utförda på torr vägbana pendlade mellan

0 och 5 °/o, medan bränsletillskottet på våt vägbana låg mellan 7 och 16 %. Detta kan jämföras med resultat från mätningar utförda i Norge (ref 5).

Dessa mätningar är utförda i 40, 60 och 80 km/h. Det genomsnittliga tillskottet vid torr vägbana var 4.4 % och vid våt vägbana 9.4 %.

4.2 Kvalitetsbedömning enligt FUG-modellen för försöksvägen

och kontrollvägarna

Samtidigt som bränslemätningarna utfördes, gjordes en subjektiv kvali-tetsbedömning av respektive väg. Denna bedömning utfördes av både bränslemätbilens förare och vägmästaren i området. Vid bedömningen användes den instruktion för kvalitetsbedömning av grusvägar som togs fram i NÄT-FUG-projektet. Denna innebär att vägytans jämnhet bedöms i en femgradig skala där 5 står för en helt slät vägyta. Vägytans bundenhet bedöms efter en fyragradig skala där 4 står för en bra bunden väg. Till sist bedöms vägytans damningsbenägenhet efter en tregradig skala, där 3 står för en damningsfri vägyta. Bedömningarna redovisas i tabell 10, 11 och 12.

22

Tabell 10 Bedömning av vägytans jämnhet, bundenhet och

damningsbe-nägenhet enlig FUG-skalan för försöksväg Lv 778.

Table 10 An estimate of the quality of the surface of control road Lv

778, in accordance with directions given by FUG. (Inter-Nordic project "Improvement and maintenance of gravel

roads (FUG)".)

Jämnhet Bundenhet Damningsbenägenht

Eveness rate Loose material rate Dust rate Datum VTI- .Yäg- VTI- _Yäg- VTI-

_Väg-personal mastaren personal mastaren personal mastaren

Date VTI- Head of VTI- Head of VTI- Head of staff local staff local staff local

road road road district district district 29/6 4.1-5 - 1.1-2 - 2.1-3 -30/6 4.1-5 5.0 1.1-2 3.0 2.1-3 3.0 1/7 4.1-5 4.5 2.1-3 3.5 2.1-3 3.0 6/7 4.1-5 3.5 3.1-4 3.0 2.1-3 3.0 13/7 3.1-4 3.5 3.1-4 3.2 2.1-3 3.0 20/7 3.1-4 3.1 3.1-4 3.2 2.1-3 3.0 27/7 2.1-3 3.0 2.1-3 3.0 2.1-3 3.0 3/8 2.1-3 2.9 2.1-3 3.0 2.1-3 3.0 10/8 2.1-3 2.5 1.1-2 2.8 1.1-2 2.7 17/8 2.1-3 2.0 1.1-2 2.7 2.1-3 2.7 24/8 2.1-3 2.1 1.1-2 2.6 2.1-3 2.7 31/8 1.1-2 2.0 3.1-4 2.8 2.1-3 3.0 7/9 1.1-2 2.0 3.1-4 2.5 2.1-3 3.0 14/9 1.1-2 2.1 2.1-3 2.5 1.1-2 2.1 21/9 1.1-2 1.9 1.1-2 2.5 2.1-3 3.0 28/9 1.1-2 1.9 2.1-3 2.5 2.1-3 3.0 5/10 1.1-2 1.8 3.1-4 2.3 2.1-3 3.0 12/10 0.1-1 1.5 2.1-3 2.3 2.1-3 3.0 13/10 3.1-4 - 0.1-1 - 1.1-2 -15/10 3.1-4 - 0.1-1 - 2.1-3 -21/10 2.1-3 - 2.1-3 - 2.1-3 -VTI RAPPORT 235

23

Tabell 11 Bedömning av vägytans jämnhet, bundenhet och

damningsbe-nägenhet enlig FUG-skalan gjord av VTI-personal för

kontrollväg Lv 538.

Table 11 An estimate of the quality of the surface of control road

Lv 538 made by VTI-staff in accordance with directions given by FUG. (Inter-Nordic project "Improvement and

main-tenance of gravel roads (FUG)".)

Jämnhet Bundenhet Damningsbenägenhet

Eveness Loose material Dust

rate rate rate

Datum VTI- VTI-

VTI-personal personal personal

3/7 4.1-5 1.1-2 2.1-3 5/8 2.1-3 1.1-2 2.1-3 17/8 2.1-3 1.1-2 2.1-3 18/8 4.1-5 3.1-4L 2.1-3 19/8 3.1-4 3.1-4 2.1-3 1/9 3.1-4L 3.1-4 2.1-3 9/9 2.1-3 2.1-3 1.1-2

16/9

2.1-3

1.1-2

1.1-2

22/9 4.1-5 3.1-4 2.1-3 23/9 4.1-5 3.1-4 2.1-3 24/9 4.1-5 3.1-4 2.1-3 1/10 4.1-5 3.1-4 2.1-3

Tabell 12 Bedömning av vägytans jämnhet, bundenhet och

damnings-benägenhet enlig FUG-skalan gjord av VTI-personal för kontrollväg Lv 539.

Table 12 An estimate of the quality of the surface of control road

Lv 539, made VTI-staff in accordance with directions given by FUG. (Inter-Nordic project "Improvement and

main-tenance of gravel roads (FUG)".)

Jämnhet Bundenhet Damningsbenägenhet

Datum VTI- VTI-

VTI-personal personal personal

3/7 3.1-4 1.1-2 2.1-3

5/8

2.1-3

1.1-2

1.1-2

17/8 2.1-3 1.1-2 2.1-3 18/8 2.1-3 1.1-2 2.1-3 19/8 2.1-3 1.1-2 2.1-3 1/9 1.1-2 2.1-3 2.1-3 9/9 1.1-2 2.1-3 1.1-2

16/9

1.1-2

1.1-2

1.1-2

22/9 4.1-5 0.1-1 2.1-3 23/9 4.1-5 1.1-2 2.1-3 24/9 4.1-5 2.1-3 2.1-3 1/10 4.1-5 2.1-3 2.1-3 VTI RAPPORT 235

24

I figur 6 och 7 jämföres bränsleförbrukningen vid 70 km/h för

försöksvä-gen (Lv 778) med den subjektiva bedömninförsöksvä-gen av vägytans jämnhet

respektive bundenhet, bedömda enligt FUG-skalan. (Bilaga 1). Mätningar

utförda på fuktig eller våt vägyta är inringade i båda figurerna. Där visas

klart att en fuktig och våt vägyta höjer bränsleförbrukningen kraftigt oavsett grad av jämnhet och bundenhet.

VTI RAPPORT 235 BR ÄN SL EF ÖR BR UKNI NG I l/m il Q9 0-QB S* QB O-07 5-Q7 0-Q6 5* 1 I T I I I 1 F 5,0 4, 5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 BE DÖM D JÄM NH ET Fi gur 6 _B rän sl ef ör br uk ni ng en vi d 70 km /h för för sök sväg en (L v 77 8) jäm för d me d be döm d jäm nh et . Mät ning ar på våt el le r fuk ti g väg in ri ng ad e. Fi gur e 6 Fue l co ns um pt io n at 70 km /h on th e te st ro ad (L v7 78 ) co mp ar ed to eve nn es s ra ti ng . Te st s on we t ro ads en ci rc le d. 25

VTI RAPPORT 235 BR ÄN SL FÖR BR UK NlNG l/ mi l 0, 90 J 0, 85 ' 6969 0.8 0*

®®@® <

X 0, 75 ' 0, 70 * 26 0, 65 * I_ .- ,-är I 4 3 2 1 BE DÖM D BU ND EN HE T Fi gur 7 Br änsl ef ör br uk ni ng en vi d 70 km /h för för sök sväg en (L v 77 8) jäm för d me d be döm d bun de nh et . Mät ni ng ar på våt el le r fuk ti g väg in ri ng ade. Figur e 7 Fue l co ns um pt io n at 70 km /h on th e te st ro ad (L v7 78 )co mp ar ed to lo os e ma te ri al ra ti ng . Te st on we t ro ad s en circ le d.

27

5. DISKUSSION

Bränsleförbrukningen på en grusväg ökar mest då vägytan är mjuk eller

våt. Förekomsten av löst grus påverkar bränsleförbrukningen mer än vad

mängden hål och ojämnheter tycks göra. Detta skulle kunna tolkas som att en grusväg inte behöver hyvlas speciellt ofta, åtminstone om bara bränsleförbrukningen beaktas. Därför bör det påpekas att mätningarna är utförda med en personbil som framförts utan att växlas och utan att några som helst undanmanövrar gjorts hur mycket bilen än skakat. Ortsbefolk-ningen som trafikerade försöksvägen varierade både hastighet och växel-lägen, dessutom gjordes kraftiga undanmanövrar för de värsta potthålen speciellt vid vått väglag. Vägmästaren fick många telefonsamtal från upprörda ortsbor som hoppades att experimentet snart var slut. Accelera-tioner och retardaAccelera-tioner i samband med upp- och nedväxlingar ökar bränsleförbrukningen. Körsträckan ökas på grund av alla undanmanövrar, detta ökar självklart också bränsleförbrukningen. Vid dålig vägyta sjunker reshastigheten drastiskt. Detta sänker bränsleförbrukningen. Fordons-slitaget och restiden ökar ju sämre vägytan blir. Grusvägar har ofta låga flöden men i detta sammanhang kan påpekas att det är samma människor som ofta använder vägen, och drar på sig ökade driftskostnader och sämre

komfort.

Försöksvägen i Ringarum slets så hårt att det krävdes tre hyvlingar, den 13/10, 14/10 och 22/10, för att återställa vägen i normalt skick med avseende på tvärfall och jämnhet när försöket avslutats. Sommaren därpå lades dessutom ett nytt grusslitlager.

Till sist några reflektioner som vägmästaren vid försöksvägen gjorde. Hyvling utföres inte enbart för att få en jämn vägyta, utan även för att

grus, sten och lera i vägytan skall blandas så att slitlagret behålls

homogent och inte dammas bort av trafiken. Dessutom formas vägens tvärfall vid en hyvling.

28

REFERENSER l. Jonny Karlsson Mätsystem

Registrering av körförlopp och bränsleförbrukning Utveckling och tillämpning

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

VTI Meddelande 79, 1978 Linköping

2. Ulf Hammarström

Mätning av bränsleförbrukning på landsväg Effektstudier vid olika väg- och trafikmiljöer

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

VTI Meddelande 181, 1979 Linköping 3. Gunnar Carlsson

Mätning av bensinförbrukning och vägojämnheter på grusvägar 1980

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

VTI Meddelande 295, 1981 Linköping 4. Hans Sävenhed

Samband mellan vägyta och bränsleförbrukning

Jämförelse mellan ytbehandling och massabeläggning Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

VTI Rapport 246, 1983 Linköping 5. Nils Skarra dc Birger Gudmundsson

Drivstoff-forbruk på forskjellige vegdekketyper

Transporthkonomisk institutt, februari 1981, Norge

Bilaga 1 Sidan 1

INSTRUKTION FÖR KVALITETSBEDÖMNING AV GRUSVÃGAR (NÄT-FUG) l. JÄMNHET Bedömning Tillståndsbeskrivning

4,1- 5,0

3,1- 4,0

2,1 - 3,0

1,1- 2,0

0,1 - 1,0

Vägens yta har behållit sin form och är mycket

jämn och fast. Eventuella ojämnheter inverkar

inte på körbekvämligheten.

Vägens yta har i allmänhet behållit sin form och

är jämn och fast. Enstaka gropar kan före-komma. Dammbildning kan inte observeras. Körhastigheten behöver inte sänkas på grund av ojämnheter.

Vägens yta har i allmänhet behållit sin form och

är till största delen jämn och fast. Mindre gropar och andra ojämnheter kanförekomma

fläckvis. Vägen dammar i någon mån. Gropar

och andra ojämnheter kan man väja för eller så är de av sådan beskaffenhet att man inte behö-ver sänka körhastigheten. Vid omkörning eller

möte eller motsvarande förhållanden kan en

sänkning av körhastigheten vara aktuell. Vägen kan ha deformerats i tvärled. Korruge-ringar kan förekomma. Ställen med sättningar eller upphöjningar angivna med varningsmärken

förekommer. Vägen dammar måttligt. Körhas-tigheten måste sänkas ibland.

Vägen är på flera ställen deformerad i tvärled. Ytan är ojämn på grund av gr0par, korruge-ringar och upprivningar. På vägen förekommer sättningar och upphöjningar som man inte kan väja för. Vägen dammar rikligt. Vägens yta kräver oavbruten uppmärksamhet vid körning

och körhastigheten måste ofta ändras.

Bilaga 1

Sidan 2

2. BUNDENHET

Bedömning Tillståndsbeskrivning

3,1 - 4,0 Inget eller ringa löst grus på vägbanan,

eventu-ellt löst grus vid vägkanterna.

2,1 - 3,0 Löst grus på vägbanan i mindre omfattning,

grussträngar bitvis på vägbanan.

1,1 - 2,0 Vallar av grus i kurvorna och grussträngar längs

hela vägbanan.

0,1 - 1,0 Utpräglade vallar av löst grus eller löst grus i

stor omfattning över hela vägbanan, avsaknad av vissa fraktioner, sandöverskott.

3.DAMNINGSBENÄGENHET

Bedömning Tillståndsbeskrivning

2,1 - 3,0 Inget eller lite damm rörs upp.

1,1 - 2,0 Mindre dammoln.

0,1 - 1,0 Utpräglade dammoln.