Lågtrafikerade vägar : en litteraturstudie utifrån nytta, standard, tillstånd, drift och underhåll

(1)

www.vti.se/publikationer

Karin Edvardsson

Lågtrafikerade vägar

En litteraturstudie utifrån nytta, standard,

tillstånd, drift och underhåll

VTI rapport 775 Utgivningsår 2013

(2)

(3)

Utgivare: Publikation: VTI rapport 775 Utgivningsår: 2013 Projektnummer: 200878 Dnr: 2012/0596-28 581 95 Linköping Projektnamn:

Kunskapsöversikt Lågtrafikerande vägar

Författare: Uppdragsgivare:

Karin Edvardsson VTI

Titel:

Lågtrafikerade vägar. En litteraturstudie utifrån nytta, standard, tillstånd, drift och underhåll

Referat

I hela Norden är obundna eller tunt förseglade vägytor mycket vanliga. Med lågtrafikerade vägar avses vägar med en trafikmängd upp till 1 000 fordon per dygn. Det svenska statliga vägnätet är till ca. 75 % lågtrafikerat. För det kommunala vägnätet är motsvarande siffra 70 %. Till detta kommer att det enskilda vägnätet, vilket är betydligt större till sin längd än det statliga och kommunala tillsammans, är

lågtrafikerat. Lågtrafikerade vägar har för visso låga trafikflöden men i detta sammanhang kan påpekas att det är samma människor som ofta använder vägen och drar på sig ökade driftkostnader och sämre komfort.

Sammantaget tycks en stor mängd av litteraturen inom området behandla tillståndsmätningar och

förstärkningsåtgärder, i synnerhet metoder för detta. Däremot finns inte så mycket forskning beträffande vägnätets faktiska status, nedbrytningsmodeller och livscykelkostnader publicerad.

Det strukturella tillståndet hos en väg är den mest kritiska parametern för tillgångsvärdet hos det lågtrafikerade vägnätverket. Vägarnas bärighet påverkar framkomligheten för godstransporter och är därför av stor betydelse för näringslivet.

Nedbrytningen av lågtrafikerade vägar är mer komplext än på det högtrafikerade vägnätet där trafiken utgör den väsentligaste parametern. På det lågtrafikerade vägnätet är tidsperspektivet längre liksom det faktum att flera parametrar, såsom åldring, beständighet och klimat i större grad påverkar nedbrytningen. Livslängden hos en väg ökar dock avsevärt när dräneringen förbättras.

Drift och underhåll på lågtrafikerade vägar kan generellt delas in i de fyra områdena 1) vinterdrift, 2) hantering av det funktionella tillståndet hos vägen under barmarksperioden, 3) hantering av vägens strukturella tillstånd samt 4) hantering under tjällossningsperioden. Ett femte område i framtiden kan vara klimatanpassat tillstånd, vilket omnämnts i nyare EU-rapporter. Nya teknologier för

tillståndsmätningar kommer att spela en större roll vid underhåll och förbättringar av det åldrande lågtrafikerade vägnätet.

När det handlar om lågtrafikerade vägar är det mycket svårt att finna samhällsekonomiska motiv för att rättfärdiga bra tillstånd på vägarna. Vägarna måste dock hålla en lägsta acceptabel standard, en s.k. ”skamgräns”, som åtminstone möjliggör att folk tar sig till och från hemmet på ett säkert sätt.

Nyckelord:

Lågtrafikerade vägar, funktionellt tillstånd, strukturellt tillstånd, drift och underhåll

ISSN: Språk: Antal sidor:

(4)

Publisher: Publication: VTI rapport 775 Published: 2013 Project code: 200878 Dnr: 2012/0596-28

SE-581 95 Linköping Sweden Project:

Low traffic volume roads - State-of-the-art

Author: Sponsor:

Karin Edvardsson VTI

Title:

Low traffic volume roads - A literature review concerning benefit, standard, condition, operation, and maintenance

Abstract

In all the Nordic countries unbound or thin sealed road surfaces are common. Low traffic volume roads include all roads with a traffic volume of up to 1,000 vehicles per day. Approximately 75% of the total Swedish government administered road network is low volumed. For the municipal road network, the corresponding figure is 70%. In addition, the whole private road network, which is much larger in length than the government and municipal administered road networks together, is low volumed. Low traffic volume roads have low traffic intensity but it may be noted that it is the same people who often use the roads and therefore incur increased operating costs and reduced comfort.

In summary, a large amount of literature in the area treats condition measurements and reinforcement, particularly methods for these. However, there is not much research on the actual road network status, degradation models and life cycle costs published.

The structural condition of the road is the most critical parameter for the asset value of the low traffic volume road network. Road capacity affects accessibility for freight transports and is therefore of great importance to the forest industry.

Degradation of low traffic volume roads is more complex than on heavily trafficked roads where traffic is the most important parameter. At low traffic volume roads, there is a longer time horizon as well as the fact that several parameters, such as the aging, durability, and climate interact. However, the life length of a road increases significantly when the drainage is improved.

Operation and maintenance of low traffic volume roads can generally be divided into the four areas; 1) winter operation, 2) management of the functional condition of the road during the period when the ground is free from frost, 3) management of the road's structural condition, and 4) management during the spring thaw period. In the future, a fifth area may be climate adaption, as mentioned in recent EU statements. New technologies for condition measurements will play a major role in maintenance and improvement of the aging of low traffic volume road network.

When it comes to low traffic volume roads, it is very difficult to find economic motives to justify a good condition of these roads. However, these roads must have a minimum acceptable standard, a so called "shame limit", which at least allows people to get to and from home/work safely.

Keywords:

Low traffic volume roads, functional condition, structural condition, operation and maintenance.

ISSN: Language: No. of pages:

(5)

VTI rapport 775

Förord

Denna litteraturstudie har genomförts som en förstudie i ett samverkansprojekt mellan Riksförbundet Enskilda Vägar (REV), Sveriges Kommuner och Landsting (SKL), Skogsstyrelsen, Trafikverket och Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI). Projektet syftar till att skapa förutsättningar för ett helhetsgrepp avseende lågtrafikerade vägar i Sverige. Hur ser statusen ut idag? Hur kan vi förvänta oss att den ser ut om 20 år? Vilka krav har olika aktörer på vägnätet? Är kraven relevanta? Hur sammanväger vi kraven? Hur skapar vi en tydlig ansvarsfördelning?

De olika aktörerna väghållare, boende, trafikanter, näringsliv, kommuner och myndigheter har alla olika önskemål och problemställningar för det lågtrafikerade vägnätet. Framkomlighet, säkerhet och komfort är nyckelbegrepp för många aktörer, medan oklar ansvarsfördelning, miljöpåverkan, ekonomi och begränsad möjlighet till regional utveckling utgör problemställningar.

Idag finns också ett antal utvecklingstrender som påverkar kraven som ställs på infra-strukturen. Här kan nämnas klimatförändringar, ändrade resvanor och transportbehov, längre och tyngre fordon för godstransporter. Detta visar på behovet att anpassa det lågtrafikerade vägnätet till ett modernt vägnät med förutsättningar att hantera morgon-dagens krav. För att uppnå den önskade kravnivån behövs relevanta styrmedel, såväl ekonomiska som föreskrifter.

Ett varmt tack riktas till Hillevi Nilsson Ternström på VTI:s bibliotek som hjälpt till med litteratursökning inom området lågtrafikerade vägar.

Borlänge, december 2012

(6)

Kvalitetsgranskning

Intern peer review har genomförts den 3 december 2012 av Fredrik Hellman vid VTI. Författaren Karin Edvardsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus den 13 december 2012. Projektledarens närmaste chef Anita Ihs har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering den 14 december 2012.

Quality review

Internal peer review was performed on 3 December 2012 by Fredrik Hellman at VTI. The author, Karin Edvardsson has made alterations to the final manuscript of the report. The research director of the project manager, Anita Ihs at VTI, examined and approved the report for publication on 14 December 2012.

(7)

Begrepp och definitioner

Bombering. Äldre benämning på dubbelsidigt tvärfall. Buller. Ett för lyssnaren oönskat ljud.

Bärighet. Definieras vanligen som förmåga att bära last utan att det uppkommer

permanenta deformationer eller sprickor.

Damm. Fina partiklar, mindre än 100 µm i diameter, som har transmitterats till

atmosfären.

Finjord. Material mindre än 0,063 mm.

Förseglingstekniker som används i Sverige är av två typer; slam- och

bindemedels-förseglingar. En slamförsegling består av ett tätt graderat och helt krossat stenmaterial som blandas med bitumenemulsion, cement och vatten. Slammet som erhålls tränger ner och tätar den behandlade beläggningens ytporer. Vid bindemedelsförsegling sprids endast bitumenemulsion, med tillsats av polymerer, oljor eller lösningsmedel, som genom migration påverkar den åldrade beläggningen. Tekniken är enkel, förhållandevis billig och lämpar sig väl för det kommunala lågtrafikerade gatu- och vägnätet samt GCM-vägarna. Förseglingen syftar till att ge en åldrad beläggningsyta, utan slitage- och deformationsskador, ett tillskott av bindemedel i ersättning för det som oxiderats bort med tiden. Ett andra syfte är att täta igen mindre sprickor så att vatten hindras från att tränga ner i vägkroppen. (Bäckman et al., 1998)

Förstärkning. Åtgärd som höjer bärförmågan hos vägen.

Grusslitlager. Översta lagret på en grusväg, vanligtvis bestående av 0-18 mm krossat

berg.

IRI – International Roughness Index. Mått, i mm/m, på ojämnhet i längsled på

vägytan.

Kall återvinning av asfalt erbjuder ovannämnda miljömässiga och ekonomiska

fördelar men innebär också att restmaterial, som annars skulle gå till deponi, tas omhand (Bäckman et al., 1998). Även denna teknik är lätt att flytta med sig och lämpar sig på det viset bra för små etableringar. Genom att använda återvunna massor finns det mycket att vinna, både ekonomiskt och miljömässigt, inte minst med tanke på att tillgången till fräs- och uppgrävda massor ökat. Dosering av det återvunna

asfaltgranulatet sker på samma villkor som för stenmaterialet (Törnblom, 2011). Det enda material som värms är bitumen, som kan vara i form av emulsion, mjukbitumen eller bitumenskum.

Kallblandad asfalt (AEB) är en resurssnål och miljövänlig teknik tack vare att

stenmaterialet inte behöver värmas upp. Detta gör att både energi sparas och utsläppen av rökavgaser reduceras. Eftersom mobila blandningsverk kan användas är tekniken också mycket flexibel, vilket gör att tekniken lämpar sig väl på det lågtrafikerade vägnätet. (Bäckman et al., 1998)

Lerhalt. Halt av lera, dvs. material mindre än 0,002 mm, i viktprocent av finjorden. Lågtrafikerad väg. Väg med en trafikmängd upp till 1 000 fordon per dygn.

Mjuk asfaltbetong, som numera vanligen betecknas ABT/B180, används i många fall

som underhållsbeläggning. Beläggningen har god flexibilitet och om den görs stenrik, även god slitstyrka. (Bäckman et al., 1998)

(8)

Oljegrus har främst blivit mycket populärt i de norra delarna av Sverige där problemen

med tjälskador i beläggningen är störst. De stora fördelarna med oljegrus är nämligen dess goda flexibilitet och återläkningsförmåga. En annan fördel med oljegrus är att det kan lagras i ett upplag under flera år för att sedan användas direkt utan någon ytterligare preparering eller bearbetning. (Bäckman et al., 1998)

Organisk jord. Jord som består av i olika grad förmultnade växt- och djurrester. PM10. Partiklar, oavsett källa, med diameter ≤ 10 µm.

Skevning. Enkelsidigt tvärfall i horisontalkurva.

Slaghål. Gropar eller hål i vägen där bitar av beläggningen lossnat (Wågberg, 1992). Terrassyta. Underlaget för vägöverbyggnaden; utgöras av undergrund tillsammans med

eventuell underbyggnad.

Tjäle. Tjäle bildas genom att markvatten fryser till is.

Tjällossning. När tjälen i marken släpper; det innebär att markens hållfasthet sjunker

vid övergång från fruset till ofruset tillstånd.

Tjälskott. Uppskjutande och uppflytande flytjordmassor. Tungt fordon. Fordon med bruttovikt över 3,5 ton.

Tunnskiktsbeläggningar kan, på det lågtrafikerade vägnätet, liknas med en justering +

ytbehandling. Tunnskiktsbeläggningen ger ett lager som kan ta upp vissa ojämnheter men som samtidigt har samma goda ytkarakteristiska egenskaper som traditionella massabeläggningar. En annan fördel är att man tar till vara de förseglande och flexibla egenskaperna som en vanlig ytbehandling har.(Bäckman et al., 1998)

Tvärfall. Körbaneytans avvikelse i tvärled från horisontalplanet.

Underbyggnad. Den del av vägkroppen som ligger mellan terrassytan och

undergrunden. Består av ditschaktade massor.

Undergrund. Den ursprungliga marken.

Vägkropp. Konstruktionen mellan undergrunden och vägytan.

Ytbehandling sker genom att man först sprider ett lager med bindemedel för att

därefter sprida ett lager sten. Stenmaterialet vältas därefter ned i bindemedlet. Ett rätt utförd Y1B ger en mycket slitstark beläggning som kan hålla i många år (Bäckman et

al., 1998). En dubbel ytbehandling (Y2B) har en lägre mega textur varför deras

användning bör övervägas framför en enkel ytbehandling (Granlund, 2008).

ÅDT, årsdygnstrafik. Det, under ett år, genomsnittliga trafikflödet per dygn mätt som

fordon per dygn.

(9)

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 7 Summary ... 9 1 Inledning ... 11 1.1 Syfte... 12 1.2 Avgränsningar ... 12

1.3 Metod och Disposition... 12

2 Funktionellt tillstånd och effektsamband ... 14

3 Användarnas krav på funktionellt tillstånd ... 17

3.1 Skogsindustrins krav ... 17

3.2 Användarnas syn på kvaliteten ... 18

3.3 Användarnas krav på lägsta acceptabla standard ... 19

3.4 Standardnivåer för vägtillstånd ... 20

4 Vägytemätning på lågtrafikerad väg ... 26

4.1 Tillståndsmätning på belagd väg ... 26

4.2 Tillståndsmätning på grusväg ... 28

4.3 Nya teknologier för övervakning av tillstånd ... 29

5 Strukturellt tillstånd ... 31

5.1 Bärighet ... 32

5.2 Tjälskador och tjälrestriktioner ... 33

6 Drift och Underhåll ... 40

6.1 Belagd väg ... 41

6.2 Grusväg ... 45

6.3 Dränering av lågtrafikerade vägar ... 51

6.4 Förstärkning av lågtrafikerade vägar ... 52

7 Miljöaspekter ... 61

7.1 Buller och vibrationer ... 61

7.2 Damm och utsläpp ... 61

7.3 Förorenad mark och avfall ... 62

7.4 Vatten och våtmarker ... 63

8 Klimatanpassade vägar ... 64

8.1 Anpassning till klimatförändringar ... 64

9 Administrativa aspekter ... 68

10 Slutsatser ... 70

10.1 Förslag till forskningsområden ... 70

Referenser... 71

Bilaga A: Tabell för identifiering av dräneringsproblem

(10)

(11)

Lågtrafikerade vägar. En litteraturstudie utifrån nytta, standard, tillstånd, drift och underhåll av Karin Edvardsson VTI 581 95 Linköping

Sammanfattning

Denna kunskapsöversikt utgör resultatet av en litteraturstudie angående lågtrafikerade vägar. Rapporten ämnar ligga till grund för ett projektförslag med syfte att ta fram förutsättningar för nya verktyg för att skapa ett modernt lågtrafikerat vägnät, anpassat efter morgondagens krav. Med lågtrafikerade vägar avses vägar med en trafikmängd upp till 1 000 fordon per dygn. I princip har endast nordiska studier beaktats i rapporten eftersom nordiskt klimat, vägkonstruktionspraxis, vägbyggnadsmaterial och underhålls-tradition kan skilja från övriga delen av världen.

Sammantaget tycks en stor mängd av litteraturen behandla tillståndsmätningar och förstärkningsåtgärder, i synnerhet metoder för detta. Däremot finns inte så mycket forskning beträffande vägnätets faktiska status, nedbrytningsmodeller och

livscykelkostnader publicerad.

Lågtrafikerade vägar har för visso låga trafikflöden men i detta sammanhang kan påpekas att det är samma människor som ofta använder vägen och drar på sig ökade driftkostnader och sämre komfort. Ofta är dessa användare också helt beroende av vägen. På de belagda lågtrafikerade vägarna besväras användarna mest av slaghål, ojämnheter och dåliga lagningar. På grusvägar är motsvarande skadetyper potthål, tjälskador och korrugeringar. Dessa skadetyper på såväl belagda vägar som grusvägar ger också upphov till mest skador på fordonen.

Det strukturella tillståndet hos en väg är den mest kritiska parametern för tillgångs-värdet hos det lågtrafikerade vägnätverket. Vägarnas bärighet påverkar framkomlig-heten för godstransporter och är därför av stor betydelse för näringslivet. Varje år drabbas ungefär 20 000 km väg av tjälrestriktioner, vars kostnader för enbart

skogsbolagen uppskattas uppgå till mellan 700 och 900 miljoner kr per år. Därför är den mest hållbara lösningen för att hantera försvagningsproblemet att förstärka svaga

vägavsnitt. Dock kräver detta att tillräckliga resurser finns för att kunna göra långsiktiga åtgärder. Stora problem har uppdagats då vägavsnitt har förstärkts med konstruktioner som är för svaga. Problem som blir särskilt tydliga om vägen beläggs efteråt.

Nedbrytningen av lågtrafikerade vägar är mer komplext än på det högtrafikerade vägnätet där trafiken utgör den väsentligaste parametern. På det lågtrafikerade vägnätet är tidsperspektivet längre liksom det faktum att flera parametrar, såsom åldring,

beständighet och klimat i större grad påverkar nedbrytningen.

Livslängden hos en väg ökar avsevärt när dräneringen förbättras. Beräkningar med hjälp av PMS Objekt har visat att livslängden för en vägkonstruktion ökar med en faktor på 2,2–2,6 när dräneringssystemet förbättrades från dåligt till bra tillstånd. Livscykel-kostnadsberäkningar (LCC) visar därför att det är lönsamt att hålla dräneringen i god vigör. Om beläggningens livslängd kan fördubblas och diskonteringsräntan är 4 %, kan dräneringssystemet kosta 8 400 €/km vart femte år och livscykelkostnaderna skulle ändå

(12)

vara lägre än utan renovering av dräneringen. Detta innebär att även dyrare dräneringsförbättringar än enbart dikesrensning kan användas.

Drift och underhåll på lågtrafikerade vägar kan generellt delas in i fyra kritiska områden. Dessa fyra områden är 1) vinterdrift, 2) hantering av det funktionella tillståndet hos vägen under barmarksperioden, 3) hantering av vägens strukturella tillstånd samt 4) hantering under tjällossningsperioden. Som ett tillägg kan ett femte område i framtiden vara klimatanpassat tillstånd, vilket omnämnts i nyare EU-rapporter. Nya teknologier kommer att spela en större roll vid underhåll och förbättringar av det åldrande lågtrafikerade vägnätet. Dessutom krävs förbättrad fokusering; d.v.s.

fokusering på 1) trafikanternas behov, 2) timing, 3) lokalisering och 4) problem-diagnoser och korrekta åtgärder för underhåll och förstärkning. För att skapa ett bättre fokuserat system, där mer exakt information hanteras, behöver systemen designas om. Istället för att arbete med 20–100 meter vägavsnitt bör en noggrannhet på 1–10 meter väljas, vilket dagens positioneringssystem (GPS-system) klarar av att hantera. De senaste åren har det också skett en snabb utveckling av modern sensorteknologi. När denna kan kombineras med GPS och trådlös kommunikation och informationsteknik, öppnas många nya möjligheter till effektivare skötsel av det lågtrafikerade vägnätet. I framtiden kommer sannolikt nederbördsmängderna, speciellt i form av regn, att öka i, i princip, hela norra periferin. Genom att se hur vägarna skadas i dagens klimat och vid dagens extremväder kan man förutspå hur de kommer att reagera på de framtida

klimatförändringarna. Mellan åren 1995 och 2002 observerades 200 vägskador orsakade av nederbörd och höga flöden. Av dessa var 50 % bortspolade vägar, 25 %

översvämmade vägar, 20 % ras och skred samt 5 % underspolade brostöd. Pågående forskning ämnar ta fram prognosmetoder, t.ex. utveckling av sensorer, för grundvatten-tryck och porgrundvatten-tryck i förhoppning att dessa ska ge tillräckligt tillförlitliga analyser av markstabilitettillståndet för att kunna förutse sättningar och skred.

En miljökonsekvensbedömning ska upprättas för alla vägobjekt. Genom att integrera miljöarbetet i planeringsprocessen ska denna vara en del i beslutsunderlaget och ska således bidra till miljöskydd och miljöanpassning av ett vägprojekt. När det rör sig om det lågtrafikerade vägnätet är bedömningen av ekonomiska skäl ofta förenklad. Mindre vägar ger å andra sidan rimligen också mindre påverkan på miljön, vilket ytterligare bör förenkla processen.

När det handlar om lågtrafikerade vägar är det mycket svårt att finna

samhälls-ekonomiska motiv för att rättfärdiga bra tillstånd på vägarna. Dessa modeller innefattar nämligen inte kostnader och nyttor för påverkan på det sociala livet och den industriella produktionen. Dessutom ger en stor förbättring av vägtillståndet på en lågtrafikerad väg en mycket liten reduktion i trafikkostnaderna för hela samhället jämfört med en liten förbättring på en högtrafikerad väg. Detta medför att kompletterande metoder och modeller behövs för att rättfärdiga en bra standard också på lågtrafikerade vägar. Vägarna måste ha en lägsta acceptabel standard, en s.k. ”skamgräns”, som åtminstone möjliggör att folk tar sig till och från hemmet på ett säkert sätt.

(13)

Low traffic volume roads - A litterature review concerning benefit, standard, condition, operation, and maintenance

by Karin Edvardsson

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

Summary

This research is the result of a literature study on low traffic volume roads. This report intends to provide a basis for a project proposal with an objective to develop new tools for creating a modern low traffic volume road network, adapted for future requirements. Low traffic volume roads include all roads with a traffic volume of up to 1,000 vehicles per day. In principle, only Nordic studies were considered in this report since the Nordic climate, road construction practices, and maintenance traditions may differ to some extent from the rest of the world.

In summary, a large amount of literature treats condition measurements and reinforce-ment, particularly methods for these. However, there is not much research on the actual road network status, degradation models and life cycle costs published.

Low traffic volume roads have low traffic intensity but it may be noted that it is the same people who often use these roads and therefore incur increased operating costs and reduced comfort. Often, these road users also are completely dependent on the existence of the roads. On the paved low traffic volume roads, road users are bothered most by potholes, unevenness and poor pavement repairs. On gravel roads, the corresponding types of defects are potholes, corrugations and frost damages. These types of defects, on paved as well as gravel roads, also cause most damage to vehicles.

The structural condition of the road is the most critical parameter for the asset value of the low traffic volume road network. Road capacity affects accessibility for freight transports and is therefore of great importance to the forest industry. Every year about 20 000 km of roads get frost restrictions, the cost of which for forestry companies solely is estimated to be between 700 and 900 million Swedish crowns per year. Therefore, the most viable solution, to address the problem of reduced bearing capacity, is to reinforce weak sections. However, this requires that sufficient resources are available to take long-term measures. Major problems have arisen when the road section has been reinforced with a design that is too weak; problems that become particularly apparent if the road is paved afterwards.

Degradation of low traffic volume roads is more complex than on heavily trafficked roads where traffic is the most important parameter. At low traffic volume roads, there is a longer time horizon as well as the fact that several parameters, such as the aging, durability, and climate interact.

The life length of a road increases significantly when the drainage is improved.

Calculations, using PMS Object, have shown that the life length of a road construction increases by a factor 2.2 to 2.6 when the drainage system is improved from poor to good condition. Thus, life cycle costs (LCC) calculations show that it is profitable to keep drainage in good condition. If the pavement's length of life can be doubled and the discount rate is 4%, the drainage system may cost € 8,400/km every five years and life

(14)

cycle costs would still be lower than without renovation of the drainage system. This means that even more expensive drainage improvements than just ditch cleaning can be used.

Operation and maintenance of low traffic volume roads can generally be divided into four critical areas. These four areas are 1) winter operation, 2) management of the functional condition of the road during the period when the ground is free from frost, 3) management of the road's structural condition, and 4) management during the spring thaw period. As an addition, in the future a fifth area may be climate adaption, as mentioned in recent EU statements.

New technologies will play a major role in maintenance and improvement of the aging low traffic volume road network. In addition, improved focus is required, i.e. focus on 1) road user needs, 2) timing, 3) location, and 4) problem diagnosis and correct

procedures for maintenance and reinforcement. In order to create a better focused system, where more accurate information is handled, the systems need to be designed for working with an accuracy of 1–10 meters instead of 20–100 meter sections of road as currently used. Today's positioning systems (GPS) are sufficiently good to handle this. In recent years there has also been a rapid development of modern sensor technology. When this can be combined with GPS and wireless communications and information technology, many new opportunities for more effective management of low traffic volume roads will open.

In the future, the amount of precipitation, especially in the form of rain, will increase, in the entire Northern Periphery. By seeing how the roads are damaged in today's climate and at today's extreme weather, it is possible to predict how they will react to future climate change. Between the years 1995 and 2002, 200 observations of road damage caused by precipitation and high flows were recorded. Of these, 50% were washed away roads, 25% flooded roads, 20% landslide, and 5% flushed bridge supports. Ongoing research aims to develop forecast methods, such as development of sensors for sensing groundwater pressure and pore pressure, in the hope that these will provide reliable analyses of soil stability condition to anticipate subsidence and landslides.

An environmental assessment shall be prepared for all road objects. Integrating environ-mental management in the road planning process should contribute to environenviron-mental protection and adaptation of a road project. In the case of low traffic volume roads, the assessment is, of economic reasons, often simplified. Smaller roads, on the other hand, probably also cause less impact on the environment, which should further simplify the process.

When it comes to low traffic volume roads, it is very difficult to find economic motives to justify a good condition of these roads. Socio-economic models do not involve costs and benefits of impacts on social life and industrial production. In addition, a major improvement in road condition on low traffic volume roads gives a very small reduction in socio-economic costs as compared to a slight improvement on heavy trafficked roads. This means that additional methods and models are required to justify a good standard also on low traffic volume roads. These roads must have a minimum acceptable standard, so called "shame limit", which at least allows people to get to and from home/work safely.

(15)

1 Inledning

I hela Norden är obundna eller tunt förseglade vägytor mycket vanliga. Dessa

vägöverbyggnader är i regel konstruerade av ett eller flera lager av krossat stenmaterial, utlagda på undergrunden. Ytan av dessa överbyggnader utgörs antingen av obundet lager eller av en tunn bituminös försegling i vilken stenar med likartad storlek vältas in. I båda fallen utgör de obundna lagren den huvudsakliga strukturella styrkan i

överbyggnaden. (Dawson och Kolisoja, 2006)

Det lågtrafikerade vägnätet omfattar idag följande typer av vägar: • Enskilda vägar, såväl privata som skogsbilvägar,

• Bidragsberättigade enskilda vägar,

• Det kommunala och statliga allmänna vägnätet.

Det svenska statliga vägnätetet är till ca 75 % lågtrafikerat (ÅDT < 1000 och < 10% tunga fordon). För det kommunala vägnätet är motsvarande siffra 70 %. Till detta kommer att det enskilda vägnätet, vilket är betydligt större till sin längd än det statliga och kommunala tillsammans, är lågtrafikerat. (Bäckman et al., 1998; Grönvall, 2007) Idag består Sveriges vägnät av drygt 98 000 km statliga vägar, 47 000 kommunala gator och vägar samt 430 000 km enskilda vägar, varav cirka 76 000 km får statsbidrag och 150 000 km är så kallade skogsbilvägar. De senare är enskilda vägar utan statsbidrag vars nytta till övervägande del tillfaller skogsnäringen. Därför sköts de också av skogsägarna. De är ofta avstängda för allmän trafik. (Blomkvist, 2010; Trafikverket, 2010a).

Av det statliga vägnätet utgör ungefär 20 000 km grusväg. Trafikmängden avgör om en väg ska beläggas. Grusväglängden varierar därför över landet. Cirka 66 % av den totala grusväglängden finns i skogslänen1. Den låga trafikmängden på lågtrafikerade vägar medför krav på låga livscykelkostnader. Kostnaden för drift och underhåll av det statliga grusvägnätet uppgår till 18,50 kr per längdmeter. (Trafikverket, 2010a) Det finns runt om i Sverige drygt 34 000 vägsamfälligheter som förvaltar de enskilda vägarna. Av dessa får ungefär 24 000 statsbidrag. Enskilda vägar med statsbidrag måste hållas öppna för allmänheten. Statsbidraget söks hos Trafikverket och fungerar som en ersättning för att de enskilda vägarna hålls öppna för allmän trafik och därmed utgör ett viktigt komplement till det statliga vägnätet. De flesta samfälligheter har bara ett fåtal kilometer väg och väghållningen på dessa sköts av de närmast berörda fastighetsägarna själva eller av lokala entreprenörer som har anlitats. (Blomkvist, 2010)

En enskild väghållare måste uppfylla följande förutsättningar för att kunna få statligt bidrag (Vägverket, 2001):

• Vägen ska inte vara av obetydlig längd.

• Vägen ska tillgodose kommunikationsbehov enligt Trafikverkets (tidigare Vägverkets) föreskrifter (VVFS).

• Vägen ska vara ändamålsenlig med hänsyn till övriga vägar. • Väghållningskostnaderna ska vara skäliga med hänsyn till nyttan.

• Väghållningen ska vara ordnad i någon form av organisation eller genom överenskommelse som godkänts av Trafikverket.

1_{Skogslänen är Värmlands, Dalarnas, Gävleborgs, Jämtlands, Västernorrlands, Västerbottens och} Norrbottens län.

(16)

Man har uppskattat att de enskilda vägarna genererar endast drygt fyra procent av Sveriges totala trafikarbete2 men utan dessa vägar skulle folk inte kunna bo och arbeta på landsbygden. De skulle inte heller kunna nå badplatser, bär- och svampskogar eller andra rekreationsområden. (Blomkvist, 2010)

Ett väl fungerande lågtrafikerat vägnät är en direkt förutsättning för en regional

utveckling i hela Sverige, för såväl kommuner, industri, skogsbruk, jordbruk och turism. I dagsläget saknas dock en helhetsbild över såväl det lågtrafikerade vägnätets status som de olika aktörernas krav, behov och ansvar. Den samlade bilden över kunskapsläget saknas och därmed även verktygen för att skapa ett modernt lågtrafikerat vägnät, anpassat efter morgondagens krav.

1.1 Syfte

Syftet med rapporten är att inventera och sammanställa befintlig kunskap, i form av genomförda projekt och publicerat material, inom området lågtrafikerade vägar. Detta kommer sedan att utgöra ett av underlagen för att utarbeta projektförslag som har till syfte att skapa förutsättningar för ett helhetsgrepp avseende lågtrafikerade vägar i Sverige.

1.2 Avgränsningar

I princip har endast nordiska studier beaktats i rapporten eftersom nordiskt klimat, vägkonstruktionspraxis, vägbyggnadsmaterial och underhållstradition kan skilja från övriga delen av världen.

Med lågtrafikerade vägar avses, i denna rapport, vägar med en trafikmängd upp till 1 000 fordon per dygn. Internationellt betecknas vägar med en trafikmängd upp till 2 000 fordon per dygn som lågtrafikerade (low traffic volume roads) (AASHTO, 1993). Vanligen används nationellt en ÅDT på 1 000 som gränsvärde även om någon allmänt vedertagen definition inte tycks finnas (Bäckman et. al., 1998). I Vägverkets (numera Trafikverkets) metodbeskrivning ”Dimensionering av lågtrafikerade vägar –DK1” (Vägverket, 2009a) används 500 000 standardaxlar3 som ett gränsvärde, vilket

motsvarar en ÅDT på ca. 530, varav 10 % tung trafik. Enligt Trafikverkets riktlinjer har grusvägar en maximal trafikmängd på 250 fordon per dygn (www.trafikverket.se). Vid en högre trafikmängd beläggs vägarna. Vägar med randbebyggelse, dvs. hus längs vägen, beläggs dock om de har mer än 125 fordon per dygn, bland annat för att minska problemen med damm för de boende.

1.3 Metod och Disposition

En litteratursökning beträffande lågtrafikerade vägar har genomförts, dels av VTI:s bibliotek och dels av författaren själv. Utfallet resulterade i ett hundratal olika referenser.

Utifrån resultatet på litteratursökningen har en uppdelning inom följande områden gjorts:

2_{Trafikarbete är ett mått på trafikens belastning på vägnätet uttryckt i fordonskilometer, dvs. antalet} fordon multiplicerat med den sträcka i kilometer som varje fordon förflyttas.

3

En fiktiv axel med parmonterade hjul och med 100kN axellast fördelad mellan hjulen. Varje hjul har en cirkulär kontaktyta mellan däck och väg med kontakttrycket 800 kPa.

(17)

• Lågtrafikerade vägars funktionella tillstånd och effektsamband (Kap. 2), • Användarnas krav på funktionellt tillstånd (Kap. 3),

• Metoder för tillståndsmätning av såväl belagd lågtrafikerad väg som grusväg (Kap. 4),

• Lågtrafikerade vägars strukturella tillstånd och övervakning av detta (Kap. 5), • Nedbrytning, drift, underhåll och förstärkning av lågtrafikerade vägar, såväl

belagd väg som grusväg (Kap. 6), • Miljöaspekter (Kap. 7),

• Klimatanpassningsaspekter (Kap. 8) samt • Administrativa aspekter (Kap. 9).

(18)

2 Funktionellt tillstånd och effektsamband

Slitlagret, dvs. det översta lagret, är det lager som i första hand påverkar trafikanterna. Bland de egenskaper som detta lager ska ha kan nämnas jämnhet, korrekt tvärfall, god friktion, god textur, goda ljusreflekterande egenskaper, bullerdämpande egenskaper, frihet från damm och lösa stenar samt god dräneringsförmåga. Egenskaper av denna typ brukar ofta kallas funktionella egenskaper hos vägytan eftersom de har stor betydelse för funktionen hos hela vägsystemet.

Vägens funktionella tillstånd kommer att påverka väganvändarnas beteende på vägen, t.ex. genom att framtvinga en hastighetssänkning eller avvärjande rörelser, eller t.o.m. få användaren att välja en annan väg om det är möjligt (Johansson, 2006). Vägtillståndet kommer också att påverka användarens ekonomi eftersom en väg i dåligt skick ökar restiden, fordons- och drivmedelskostnaderna och kan ge upphov till skada hos fraktat gods. I Effektkatalogen gällande Drift och underhållsåtgärder för 1989 nämns t.ex. att däck slits ned dubbelt så fort och underhålls- och reparationskostnaderna på fordon ökar i genomsnitt med 50 % om man kör på grusväg jämfört med en belagd väg (Vägverket, 1989). Den genomsnittliga grusvägen innebär också cirka 25 % högre värdeminskning jämfört med en belagd väg.

Enligt en trafikantundersökning från 1988 är fordonskostnaderna och åkkomforten de viktigaste faktorerna vid kortare resor på landsbygden (Fäldner, 1989). Därefter kommer restid och trafiksäkerhet. Den tyngst vägande komfortfaktorn är vägens

yttillstånd. Vackert landskap, viltfara och ödslighet spelar för en del trafikanter stor roll för valet av resväg (Fig. 1). För de flesta är dock dessa faktorer av liten betydelse. I en intervjustudie från 1997 konstaterades att betalningsviljan för att slippa åka på en dålig grusväg var hög (3,69 kr/liter bensin) medan den var nära noll (0,07 kr/liter bensin) för en standardhöjning från en fin grusväg till en enklare beläggning (Y1G) (Olsson, 1997).

Figur 1. Landsbygdsväg med uppenbar viltfara (Foto: Karin Edvardsson).

Vägtillståndet kommer vidare att ha betydelse för antalet olyckor som sker. En

amerikansk studie beträffande olycksfallsrisken på lågtrafikerade vägar (ÅDT < 2000) har visat att antalet olyckor på belagda lågtrafikerade vägar minskar med minskande vägbredd, förbättrade sidoområden och plattare omgivande terräng (Zegeer et al., 1994). På grusvägar ökade antalet olyckor med ökande vägbredd, vilket troligen förklaras av högre hastighet på bredare vägar. Däremot visade studien att olycksrisken inte skiljde

(19)

mellan belagd väg och grusväg vid trafikmängder upp till 250 fordon per dygn. På vägar med en trafikmängd överstigande 250 fordon per dygn var olycksfallsrisken lägre för belagda vägar. Det betyder att det ur trafiksäkerhetssynpunkt är lönsamt att belägga vägar med en ÅDT som överstiger 250. Trafikverket strävar efter att vägar med fler än 250 fordon per dygn ska beläggas (www.trafikverket.se).

Enligt Granlund (2012a) är det 153 % högre risk att dö i en trafikolycka på landsbygden än i Stockholm, Göteborg och Malmö. Svenska studier har visat att olyckskvoten4, även på lågtrafikerade vägar, ökar med ökande ojämnheter i längsled (gupp) men faktiskt minskar med ökande ojämnhet i tvärled (spårdjup) (Ihs et al., 2002).

Granlund (2012b) uppger att sex gånger fler singelolyckor med dödlig utgång sker i ytterkurvor än i innerkurvor på lågtrafikerade vägar. På högtrafikerade vägar är motsvarande siffra fem gånger.

Vid nybyggnation får skevningen i kurvor inte överstiga 5,5 % ± 0,5 %. Befintliga vägar kan dock ha betydligt högre värden; uppemot 10 % är inte ovanligt (Granlund, 2008). Detta medför en halkrisk om friktionsfaktorn understiger 0,095 (9,5 %). Det betyder alltså att de norra delarna av landet, med ett kallare klimat, är särskilt utsatta. Olyckskvoten på snö-/isväglag är högre under för- och senvintern än under högvinter-perioden. Sambanden gäller för alla vägar men är tydligast på de vägar som normalt inte sandas, dvs. de lågtrafikerade vägarna (ÅDT< 2000). Senvintern har oftast en högre olyckskvot än motsvarande förvinterperiod. Olyckskvoten på barmark är lägre ju högre driftstandard vägnätet har. Detta skulle kunna innebära att en standardhöjning på vinterväghållningen skulle ge störst effekt på det lågtrafikerade vägnätet. (Vägverket, 2008).

Alzubaidi (1999a) har visat att det finns signifikanta skillnader i tillståndet hos

grusvägar i olika områden. Grusvägarna har sämre tillstånd i norr och mittersta delarna av landet än i söder. Följande klimatberoende skador har kunnat identifieras: potthål, damm, erosion och tjälskador (yt- och djupuppmjukning, tjälskott, stenuppfrysning). Genom att använda rätt material på vägen och tillse ett fungerande dräneringssystem kan effekten av klimatet minskas.

I en studie som utfördes i april 2003 samt juli 2004 på sex olika grusvägar i Norrbottens och Västernorrlands län användes en laserutrustad mätbil för att göra vägytemätningar (Johansson, 2005). Detta är den metod som normalt används för att mäta IRI5

(International Roughness Index), kurvatur, backighet, spårdjup och tvärfall på det belagda vägnätet. Den första mätningen skulle representera vägens tillstånd under tjällossningen och den andra mätningen vägens standard under sommaren då vägen torkat upp, vårbruket utförts och vägen belastas av trafik och klimat. Samtliga vägar hyvlades i genomsnitt tre gånger per barmarksperiod och blev dammbundna en till två gånger per säsong. Resultatet visar att det inte finns någon entydig koppling mellan bärighet (eg. om tillståndet under perioder är sådant att restriktioner för trafikering av tunga fordon krävs) och IRI, spårdjup och tvärfall. Endast skillnader mellan resultaten från de olika mättillfällena noterades, där april mätningen gav högre IRI för samtliga vägar i jämförelse med mätningen i juli. Vid mätningen i juli hade vårbruk utförts på samtliga vägar, medan mätningen i april utfördes under tjällossningsperioden då vägbanan påverkats av ytuppmjukning i kombination med trafikering. Vidare pekade resultatet på att skevningen i innerkurvor generellt uppfyller kraven på 2,5 till 5,5 %

4_{Antalet olyckor per 100 miljoner axelparkilometer.} 5

(20)

(Vägverket, 2005), medan ytterkurvor ligger under detta intervall, vilket innebär för plana kurvor.

Resultat från studier beträffande sambandet mellan vägyta och bränsleförbrukning på grusvägar visar att en sämre bundenhet av vägytan medför en merförbrukning på 3-5 % (Sävenhed, 1987). Däremot medför den ökade jämnheten som erhålls vid hyvling att bränsleförbrukningen påverkas med endast 1-3 %. Direkt efter hyvling ökade dock bränsleförbrukningen med mellan 10 och 15 %, beroende av det vatten som påförs i samband med hyvlingen. Bränsleförbrukning är i allmänhet högre när vägytan är våt, i synnerhet när vattenfyllda potthål finns på vägytan . Cirka en vecka efter hyvling, när vägytan är jämn, hård, bra bunden och torr är bränsleförbrukningen som lägst. Den är då i det närmaste identisk med förbrukningen på belagd väg.

Lågtrafikerade vägar har för visso låga trafikflöden men i detta sammanhang kan påpekas att det är samma människor som ofta använder vägen och drar på sig ökade driftkostnader och sämre komfort (Sävenhed, 1987).

(21)

3 Användarnas krav på funktionellt tillstånd

Olika användare har olika krav på infrastrukturen. Att infrastukturen ska kunna anpassas fullt ut efter alla aktörers krav är inte realistiskt att tro. Därför bör användarnas krav ställas i relation till nyttan; både samhällsekonomiskt och för den enskilda. Nyttan för den enskilda väganvändaren beskrivs nedan:

• För skogsindustrin är det främst effektiva och driftsäkra transportmöjligheter. • För räddningstjänsten är det möjligheten att på ett effektivt sätt ta sig fram i en

nödsituation.

• För kommunen är det såväl medborgarnas dagliga transporter som möjlighet till rekreation.

• För regionen är det möjlighet att skapa en attraktiv region för såväl näringsliv, medborgare som turism.

• För elleverantören är det möjligheten att effektivt nå samtliga av sina anläggningar.

• För jordbruket är det främst effektiva och driftsäkra transportmöjligheter. • För den enskilde medborgaren är det möjligheten att bo överallt i Sverige, med

bibehållen komfort och närhet till service.

Om inte vägen fungerar ordentligt kommer detta att påverka många viktiga saker i samhället, såsom affärsverksamheters vinstmöjligheter, investeringar, turism, samhällsservice och det sociala livet (Johansson, 2006). Dessutom kommer

sjuktransporter att försvåras (Persson, 2000). Patienter mår inte bra av att ligga och ”skumpa” i ambulanser p.g.a. dålig vägytestandard och sjuktransporterna tar längre tid.

3.1 Skogsindustrins krav

Skogsindustrin har ett avsevärt behov av att kunna transportera sitt råmaterial eftersom dessa transporter i de flesta fall har sin början på de lågtrafikerade vägarna för att sedan fortsätta på större vägar. Konkurrenssituationen idag inom skogsindustrin från andra produkter och andra marknader är tuff. Kraven på högra kvalitet, användaranpassande och miljövänliga produkter ökar kontinuerligt. Högkvalitativa pappersprodukter kräver färska råmaterial med specifika fiberegenskaper. Standarden på vägen kommer därför att starkt påverka skogsindustrin. (Johansson, 2006)

Arvidsson och Holmgren (1999) har genomfört en undersökning för att visa på konsekvenserna för den svenska skogsindustrin av bristfällig vägstandard. Undersök-ningen var begränsad till att endast innefatta statliga vägar och använde tre olika

scenarion: 1) att inga bärighetsförbättringar görs, 2) att 14 % av de bärighetsbegränsade km rehabiliteras inom en åtta års period, 3) att 11 % av de bärighetsbegränsade km rehabiliteras inom ett åtta års period. Därefter kalkylerades kostnaderna för varje scenario; baserat på direkta kostnader för transporter (lastrestriktioner och ojämna vägytor) och kostnader för lagerhållning (kostnader för räntor, extra transporter och kapkostnader beroende på ojämn tillförsel, hantering och vattning av lagret, extra transporter på lagret, kvalitetskostnader). Lagerkostnaderna härrör från kostnader orsakade av att ett lager måste byggas upp under vintertid för att garantera tillhanda-hållande av råmaterial. Resultaten visar att scenariot där inga bärighetsförbättringar görs medför extra kostnader, orsakade av bristande bärighet, på 674 miljoner kronor (år 2007). Investeringsnivån 11 % reducerar kostnaderna för skogsindustrin med 160 miljoner SEK/ år och investeringsnivån 14 % reducerar kostnaderna med 186 miljoner SEK jämfört med det första alternativet, dvs. att inga bärighetsförbättringar görs.

(22)

3.2 Användarnas syn på kvaliteten

År 1997 genomfördes en undersökning beträffande hur nöjda trafikanterna var med tillståndet hos grusvägarna (Alzubaidi, 2000). Resultatet visade att cirka 80 % var missnöjda med tillståndet. Enligt tillståndsmätningar som gjordes enligt dåvarande metodbeskrivning 106:1996, numera ersatt med VVMB 106:2005 (Vägverket, 2005), var 90 % av vägarna i ett acceptabelt tillstånd. Vid nya undersökningar som utfördes 2005 hade privatbilisternas nyttjande6 av de statliga grusvägarna ökat från 77 % år 1995 till 83 % år 2005 (Vägverket, 2006a). Andelen nöjda privatbilister hade minskat från 20 % år 1995 till 13 % år 2005. Yrkeschaufförers nyttjande av de statliga grusvägarna hade under samma tidsperiod ökat från 74 % till 81 %. Andelen nöjda yrkeschaufförer uppgick också till cirka 20 %. Däremot upplevde yrkeschaufförerna, tillskillnad från privatbilisterna, dammet som ett större problem än ojämnheterna.

I en enkätundersökning utförd av Saarenketo och Saari (2004) undersöktes användarnas syn på kvaliteten på lågtrafikerade vägar i norra Periferin. Av de 330 enkäter som skickades ut återkom 147 med svar (45 %). Resultaten visar att ojämnheter upplevs som ett stort problem för skogsindustrin. Av lastbilschaufförerna tillgörande skogs-industrin uppgav 50 % att spårbildning orsakade svåra eller mycket svåra problem och av timmertransportörerna uppgav hela 70 % att ojämna vägar var det största problemet på vägarna. Väganvändarna uppgav att ojämnheterna kan tvinga dem att sänka hastig-heten till nästan noll för att förhindra skador. De uppgav också att bränsleförbrukningen var mycket högre när vägarna var ojämna. Många av de övriga problem som rapporter-ades var relaterade till svaga vägkanter, dåligt utformad väglinje och bristande bärighet. En signifikant andel av väganvändarna gav trafiksäkerheten underbetyg p.g.a. faktorer så som dålig vinterväghållning, dåligt tvärfall, ojämn tjällyftning och avsaknad av skyddsräcken i kurvor på hög vägbank.

Lastbilschaufförerna som svarade på enkätundersökningen rapporterade också om kontinuerlig stress vid körning på sträckor där vägytetillståndet oväntat blev så dåligt att hastigheten fick lov att reduceras långt under den planerade hastigheten för sträckan. Detta gjorde nämligen att chaufförerna hamnade i en konflikt mellan att komma fram i tid med leveransen och riskera skador eller t.o.m. trafiksäkerhetsrisker. Typiska orsaker till denna typ av försämrat vägytetillstånd innefattar försenad snöplogning och ojämn-heter p.g.a. tjälskador. Om snön inte tas bort tillräckligt snabbt tillåts snön att packas samman, vilket kan leda till uppkomsten av spår. Spår, som ofta kan vara djupa, orsakade av våt snö som frusit till is är också svåra att bli av med. (Saarenketo och Saari, 2004)

Det råder ett relativt tydligt samband mellan ojämnheter (IRI) och trafikanters bedömda komfort samt vibrationer. Störst betydelse för den upplevda komforten har asfalt-beläggningens kondition, följt av bilen och andra trafikanters beteende. (Vägverket, 2008)

Forskning har visat att det finns en koppling mellan förarhyttens vibrationer och trafiksäkerhet och att vibrationerna också kan påverka lastbilschaufförernas hälsa (Gillespie, 1982; Hedberg et al., 1991). Exempelvis har lastbilschaufförer tre gånger högre prevalens av hjärtsjukdomar (Hedberg et al., 1991). De värsta ojämnheterna på vägarna utsätter, t.o.m. i så låga hastigheter som 40 km/h, lastbilschaufförerna för

6

(23)

ryggmärgskompressioner på över 0,5 MPa (Granlund, 2008). Denna nivå utgör en hälsorisk enligt ISO 2631-5.

I ett EU direktiv, 2002/44/EC, föreskrivs gränsvärden för exponering av vibrationer7och att ”Arbetsgivare skall vidta åtgärder i ljuset av tekniska framsteg och vetenskaplig kunskap beträffande risker relaterade till exponering av vibrationer, med syftet att förbättra säkerheten och hälsoskyddet för arbetare” (paragraf 7). Vibrationsmätningar på 3700 km lastbilskörningar, som gjorts på avlägsna, lågbebodda områden i Finland, Norge, Sverige och Skottland, visar att gränsvärdet i 2002/44/EC direktivet överträds systematiskt och att det föreligger en oproportionerlig risk att överträda direktivet på lågtrafikerade vägar på landsbygd (Granlund, 2012a). Gillespie (1982) rekommenderar att vibrationerna elimineras redan vid källan i största möjliga utsträckning, d.v.s. att tillståndet hos vägen förbättras.

3.3 Användarnas krav på lägsta acceptabla standard

Den låga trafikmängden på grusvägar gör att vägarna inte anses lönsamma att under-hålla med dagens samhällsekonomiska beräkningsmodeller. Detta gör att vägunder-hållaren istället definierar en lägsta acceptabel standard. Detta innebär att en grundläggande framkomlighet som upplevs vara komfortabel nog ska säkerställas. En sådan standard saknas dock idag. Det behövs således en definiering av en lägsta acceptabel standard för grusvägar, baserad på vetenskapligt underbyggda analyser. Standarden bör kopplas till de fyra tillståndsvärdena tvärfall, ojämnheter, löst grus samt damm. Standarden skulle kunna definieras utifrån två olika nivåer: en miniminivå, som tillgodoser samhällets grundläggande transporter så som polis-, brandkår-, räddningstjänst-, försvars- och sjuktransporter, och en grundläggande nivå, som tillgodoser medborgarnas, närings-livets och samhällets allmänna transportbehov och främjar samhällsutvecklingen. (Vägverket, 2008)

Eftersom det lågtrafikerade vägnätet är relativt glest, finns ofta inga alternativa vägar. Vägarna måste ha en lägsta acceptabel standard som t.ex. möjliggör att folk tar sig till och från hemmet på ett säkert sätt. I en trafikantundersökning utförd av Persson (2000) i syfte att ta reda på användarnas syn på lägsta acceptabla vägstandard, den s.k. ”skam-gränsen” för hur dålig en väg anses få vara, tillfrågades privatpersoner och yrkes-trafikanter i Norrbottens- och Västerbottens län om deras upplevelse av att köra på en dålig väg och vad det får för konsekvenser för dem. Totalt svarade 300 privatpersoner och 25 yrkestrafikanter på de utskickade enkäterna, motsvarandes en svarsfrekvens på totalt 76 %. Studien beaktade vår- och sommarperioden men däremot inte vinter-förhållanden. Resultaten visade att användarnas krav på lägsta acceptabel standard faktiskt är något högre än de riktvärden som idag används av Trafikverket Region Norr (Tabell 1). På de belagda vägarna besvärades användarna mest av slaghål, ojämnheter och dåliga lagningar. På grusvägar var motsvarande skadetyper potthål, tjälskador och korrugeringar. Dessa skadetyper på såväl belagda vägar som grusvägar ger också upphov till mest skador på fordonen.

7

(24)

Tabell 1. Användarnas krav på lägsta acceptabla standard och motsvarande riktvärden som användes av Region Norr per år 2000 (max värden) (efter Persson, 2000).

Användarnas krav Riktvärde (TrV Region Norr) Trafikantkostnad 0,7-0,8 kr/km 1,0 kr/km Hål i beläggningen Diameter: Djup: 10-15 cm 20-30 mm 20-30 cm 30 mm Hjulspår (spårdjup) 25 mm 30-35 mm Sprickor Sprickbredd (längsgående): Sprickbredd (tvärgående): 20 mm 15 mm 30 mm 15 mm

Baserat på resultatet från en fältstudie och en litteraturundersökning, rekommenderar Granlund (2000) en ”skamgräns” för IRI, som ett medelvärde över 20 m (IRI20), på 3

mm/m. Detta för att förhindra allt för stora påfrestningar på människor på grund av t.ex. buller och vibrationer. Lastbilschaufförer är extra utsatta eftersom kupévibrationsnivån i en lastbil är 2-3 ggr högre än i en personbil. Studier har också visat att 39 % högre buller och vibrationer uppstår på korrugerad is och p.g.a. frostrelaterade ojämnheter, dvs. på vinterväglag, än på sommarväglag (Granlund, 2012b). Andelen vägar med ojämnheter som överstiger 3 mm/m (IRI20) uppgår till ca. 26 % för belagda vägar med

en daglig medeltrafik på mindre än 2000 fordon och ca. 2 % för vägar med en daglig medeltrafik på mer än 2000 fordon.

Eftersom ojämnheter definieras som avvikelsen från en plan yta, kan det vara mer relevant att mäta största avvikelse än medelvärde. Mätningar av IRI på väg 374

Vitvattnet-Storfors, som gjordes 2002 av Granlund (2008), visade att lokala ojämnheter var 20-30 gånger större än medelvärdet för sträckan, som låg på 3,8 mm/m. Detta är jämförbart eller t.o.m. värre än de 10 cm höga hasighetsreducerande gupp som byggs in i gatumiljöer. Genom att rapportera IRI-medelvärdet tillsammans med något mått för datavariansen alternativt 95 % procentilen skulle mer representativa resultat över vägens faktiska standard presenteras. Vägytetillståndsdata bör också lagras för varje meter, istället för nuvarande 20-metersvärden.

3.4 Standardnivåer för vägtillstånd

Standardnivåer för vägtillstånd används på vägnätsnivå som målstandarder. Tabell 2 visar nivåerna för riktstandarden hos vägytan för lågtrafikerade vägar på vägnätsnivå i Sverige, Norge och Finland.

Tabell 2. Nivåer på vägtillståndsstandarder på lågtrafikerade vägnätverk (Johansson, 2006).

Land Spårbildning (mm) max

Ojämnhet (IRI mm/m) max

Kommentar Andel inom

Sverige 19 6,0 Genomsnitt 20 m 90 %

Norge 18,5 5,0 Median 20 m 90 %

Finland 20 5,5 Genomsnitt 100 m 88 %

Det finns också mer eller mindre tydligt uttryckta krav på vägytan på en enskild vägsträcka som framgår av Tabell 3.

(25)

Tabell 3. Nivåer på vägtillståndsstandarder på lågtrafikerade vägsträckor (Johansson, 2006). Land Spårbildning (mm) max Ojämnhet (IRI mm/m) max

Kommentar Andel inom

Sverige 35 9,0 Genomsnitt 20 m 100 %

Norge 25 7,0 Median 20 m 90 %

Finland 21 8,0 Genomsnitt 100 m 99 %

Nuförtiden utförs driften på allmänna vägnätverk ofta enligt funktionskontrakt av entreprenörer i full konkurrens. Funktionskontrakten styrs av funktionsspecifikationer och kraven på prestanda kommer att påverka framkomligheten och komforten för trafikanterna. Nedan följer några exempel på krav från en funktionsspecifikation i Region Norr (Johansson, 2006):

”Förutsättningar

Tjälskador ska repareras så fort som möjligt, om vädret tillåter, senast den 1 juli. Temporära reparationer skall utföras med lämpliga material som tillåter permanenta reparationer senare. Framkomlighet

Vägnätverket skall vara framkomligt för fordon med tillåtna belastningar enligt regionala bestämmelser. Undantag kan accepteras på delar av vägnätverket under töperioder och när bärigheten är otillräcklig. Vid belastningsrestriktioner skall normalt 12 tons bruttovikt tillåtas. Vägnätet skall alltid vara framkomligt för fordon med 4 tons bruttovikt och dispensfordon. Beställaren skall informeras vid behov av att ändra lastrestriktionerna.

Nivåskillnader och kantdeformationer

Nivåskillnader längs eller tvärs vägen på en längd av 2,0 m får inte vara större, under perioden 1 juni till 30 september, än

• På nationella vägar 20 mm • På andra vägar 30 mm.

Avvattning

Diken, trummor, dagvattens- och dräneringsrör och brunnar skall hållas öppna för att säkra avvattningen. Åtminstone 80 % av tvärsnittsarean på trummor och rör skall fungera.

Slänter

Slänter får inte ha lösa stenar och block. Urspolningar får inte vara djupare än 300 mm och bredare än 400 mm.

Sprickor och hål

Temporära reparationer av sprickor med bredd > 20 mm på körbanor och > 15 mm på gång- och cykelvägar skall göras direkt med sand och grus. Körbanor på nationella vägar och gång- och cykelvägar skall vara fria från hål med djup > 15 mm och bredd > 100 mm. Körbanor på andra vägar skall vara fria från hål djupare än 30 mm och bredare än 200 mm. Hål som förekommer på nationella vägar och vägar med hastighetsbegränsningar på 90 och 110 km/h skall repareras omedelbart. På andra vägar skall hålen repareras inom 3 dagar. Hål som repareras på vägar som tillhör klass 1 och 2 skall förseglas.

Friktion

Körbanor och gång- och cykelvägar skall vara fria från lösa stenar och lös sand eller annat material (t.ex. lera, löv, oljespill) som kan reducera friktionen.

(26)

Stödremsor

Stödremsor skall vara på samma nivå eller < 25 mm lägre än den närliggande beläggningens kant.

Brunnsbetäckningar

Brunnsbetäckningar skall vara 0-15 mm lägre än närliggande beläggning. Betäckningar skall vara oskadade och i rätt läge.”

För statliga grusvägar gäller följande krav, som ställs av väghållaren på respektive driftområde (Persson, 2000):

• Riktvärden för tvärfall ska inte understiga 3 %, 4-5 % tvärfall eftersträvas. • Skevning i kurvor får inte överstiga 5,5 %.

• Grusvägar och vägar med slitlager av YG bör konstrueras så att tjällyftningen under medelvintern inte överstiger 160 mm.

• Vägbanan ska vara fri från stenar som sticker upp ur vägbanan. Trafikfarliga vägar åtgärdas omgående.

• Vägbanan ska vara fri från jord, olja, avverkningsrester m.m. • Entreprenören ska ta 5 st slitlagerprov/ mil väg som underlag för

proportionering.

• Vägbredden bör vara 5,5-6,0 m.

• Fri sikt ska i möjligaste mån eftersträvas. • Dikena bör vara rensade.

• Slitlagret bör vara tillräckligt tjockt och ha rätt sammansättning.

Johansson (2006) föreslår fyra olika servicenivåer för belagda lågtrafikerade vägar baserade på körkomfort, trafiksäkerhet, belastningsrestriktioner och tillgänglighet (Tabell 4-7). För körkomfort anges åtgärdsgränserna som medelvärden över 10 m. Om längre sträckor används finns risk för att dåliga platser, som i värsta fall kan vara direkt farliga för trafikanterna, kan gömmas i medelvärdet.

Tabell 4. Servicenivåer för vägstandardnivå 1, belagda vägar (Johansson, 2006).

Körkomfort Hastighet > 100 km/h Hastighet 80-100 km/h Hastighet < 80 km/h Inga potthål 10 m medelvärde IRI < 13 mm 10 m medelvärde IRI < 15 mm/m 10 m medelvärde IRI < 17 mm/m Trafiksäkerhet Friktion Spårbildning > 0,5 20 m medelvärde < 50 mm Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna

Tillgänglighet Lägsta driftsstandard

Körkomfort Hastighet > 100 km/h Hastighet 80-100 km/h Hastighet < 80 km/h Inga potthål 10 m medelvärde IRI < 12 mm 10 m medelvärde IRI < 14 mm/m 10 m medelvärde IRI < 16 mm/m Trafiksäkerhet Friktion Spårbildning > 0,5 20 m medelvärde < 40 mm Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna

(27)

Tabell 6. Servicenivåer för vägstandardnivå 3, belagda vägar (Johansson, 2006). Körkomfort Hastighet > 100 km/h Hastighet 80-100 km/h Hastighet < 80 km/h Inga potthål 10 m medelvärde IRI < 10 mm 10 m medelvärde IRI < 12 mm/m 10 m medelvärde IRI < 14 mm/m Trafiksäkerhet Friktion Spårbildning > 0,5 20 m medelvärde < 30 mm Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna under svåra tillstånd vid tjällossning Tillgänglighet Förhöjd driftsstandard

Körkomfort Hastighet > 100 km/h Hastighet 80-100 km/h Hastighet < 80 km/h Inga potthål 10 m medelvärde IRI < 9 mm 10 m medelvärde IRI < 11 mm/m 10 m medelvärde IRI < 13 mm/m Trafiksäkerhet Friktion Spårbildning > 0,5 20 m medelvärde < 20 mm Lastrestriktioner Inga lastrestriktioner tillåtna

Tillgänglighet Högsta driftsstandard

Johansson (2006) identifierar förslag på servicenivåer för grusvägar (Tabell 8-11). Dessa innehåller krav på körkomfort, trafiksäkerhet, belastningsrestriktioner och tillgänglighet. Ojämnhetsvärdena mäts med accelerometer och ska utföras i 80 km/h eller den tillåtna hastigheten om vägen har en lägre referenshastighet.

Tabell 8. Servicenivåer för vägstandardnivå 1, grusvägar (Johansson, 2006).

Körkomfort Vägen har i allmänhet bra tvärfall och ytan är mestadels fast och jämn. Större områden med deformationer, potthål och korrugeringar kan finnas men inte längre än 7 dagar.

Ojämnheter mätta med accelerometer max 10-15 m/s2. Trafiksäkerhet Löst grus kan finnas på ytan och längs vägkanterna.

Damm genereras ofta av fordonen. Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna. Tillgänglighet Lägsta driftsstandard.

Körkomfort Vägen har i allmänhet bra tvärfall och ytan är mestadels fast och jämn. Större områden med deformationer, potthål och korrugeringar kan finnas men inte längre än 3 dagar.

Viss damning genereras ofta av fordonen. Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna. Tillgänglighet Medelhög driftsstandard.

Körkomfort Vägen har i allmänhet bra tvärfall och ytan är mestadels fast och jämn. Ojämnheter och potthål finns på vissa platser.

Viss damning genereras av fordonen.

Lastrestriktioner Temporära lastrestriktioner tillåtna under tjällossningen. Tillgänglighet Förhöjd driftsstandard.

(28)

Körkomfort Vägen har i tillräckligt tvärfall och ytan är fast och jämn. En del potthål kan finnas.

Ojämnheter mätta med accelerometer < 3 m/s2. Trafiksäkerhet Något löst grus kan finnas på vägytan.

Någon damning genereras av fordonen. Lastrestriktioner Inga lastrestriktioner tillåtna.

Tillgänglighet Högsta driftsstandard.

Enligt Johansson (2006) kan skogsvägar delas in i olika klasser beroende på

användarnas tillgänglighetsbehov (Tabell 12). Primärt har skogsvägarna byggts för att transportera skogsråvara och därför för trafikering av tunga fordon men även

användningen för rekreation har ökat. Vägstandardprioriteringen i Tabell 13 beskriver den tolererbara responstiden mellan rapportering om att en åtgärdsnivå har nåtts och en åtgärd ska vidtas. Prioriteringen sker i fyra nivåer baserat tillgänglighetsklass och servicenivå.

Tabell 12. Tillgänglighetsklasser för skogsvägar (Johansson, 2006).

Klass A Vägen ska kunna bära trafik från tunga fordon och personbilar under hela året. Klass B Vägen ska kunna bära trafik från tunga fordon under hela året utom under

tjällossningsperioden. Vägen ska kunna bära personbilar under hela året. Klass C Vägen ska kunna bära trafik från tunga fordon under hela året utom under

tjällossningsperioden och perioder med kraftigt regn. Vägen ska kunna bära personbilar under hela året utom under tjällossningsperioden.

Klass D Vägen ska kunna bära trafik från tunga fordon i huvudsak när vägkroppen är frusen. Vägen ska kunna bära personbilar också under sommaren.

Tabell 13. Prioritering av vägstandardnivåer på skogsvägar (Johansson, 2006).

Tillgänglighetsklass Servicenivå Prioritering

A 4 Åtgärd mot understandard inom 3 dagar. 3 Åtgärd mot understandard omedelbart. B 4 Åtgärd mot understandard inom 7 dagar.

3 Åtgärd mot understandard inom 3 dagar. 2 Åtgärd mot understandard omedelbart. C 4 Åtgärd mot understandard inom 14 dagar.

3 Åtgärd mot understandard inom 7 dagar. 2 Åtgärd mot understandard inom 3 dagar. D 3 Åtgärd mot understandard inom 14 dagar

2 Åtgärd mot understandard inom 7 dagar 1 Åtgärd mot understandard inom 3 dagar

Även skogsvägarna kan delas in i olika servicenivåer, baserat på typ, skadegrad och omfattning av defekter (Tabell 14-17). Ojämnhetsvärden är mätta med accelerometer och bör göras i hastigheten 50 km/h eller lägre om vägen är designad för en lägre hastighet. (Johansson, 2006)

Tabell 14. Servicenivå 1 för skogsvägar (Johansson, 2006).

Defekt Omfattning Åtgärd

a) Tjocklek hos grusslitlager 0 mm

På > 20 % av delsträcka på 1 km Omhyvling av slitlagret inklusive tillsats av nytt material

d) Ojämnhet mätt med accelerometer

(29)

a) Spårdjup > 150 mm eller vattenpölar

På > 20 % av delsträcka på 1 km Djuphyvling inklusive vattning och packning

b) Tvärfall < 3 % eller > 7 % På > 20 % av delsträcka på 1 km d) Ojämnheter mätt med

accelerometer

10-20 m/s2

a) Tvärfall < 3 % eller > 7 % På > 20 % av delsträcka på 1 km Medeldjup hyvling inklusive vattning och packning b) Spår, potthål och korrugeringar > 50 mm djupa På > 20 % av delsträcka på 1 km d) Ojämnheter mätt med accelerometer 5-10 m/s2

a) Mjuka och hala ytor; löst material

På > 5 % av delsträcka på 1 km Lätt hyvling. Justering av allmänna defekter b) Säker körhastighet < 80 % av normal körhastighet På > 20 % av delsträcka på 1 km b) Spår, potthål och korrugeringar < 50 mm djupa På > 20 % av delsträcka på 1 km d) Ojämnheter mätt med accelerometer < 5 m/s2

(30)

4 Vägytemätning på lågtrafikerad väg

Tidigare har det varit svårt att kontrollera om vägytan uppfyller de behov som trafikanterna har. Idag finns dock snabba och objektiva mätmetoder, som betydligt förbättrat möjligheterna i detta avseende.

4.1 Tillståndsmätning på belagd väg

Tillståndsmätning av hela det belagda statliga vägnätet görs med hjälp av mätbil. Cirka 40 000 km belagd väg mäts årligen, d.v.s. hela det ca. 80 000 km långa statliga belagda vägnätet skulle teoretiskt kunna uppmätas vartannat år. I praktiken görs tillstånds-mätningar på det högtrafikerade vägnätet oftare och tillstånds-mätningar på det lågtrafikerade belagda vägnätet mer sällan.

Mätsystemet utgörs av ett fordon försett med nödvändig utrustning för mätning av vägytans form. Mätningarna utförs av personal utbildad för ändamålet och utförs medan mätbilen framförs längs vägen med normalt varierande trafikhastighet. Mätningarna ska kunna utföras vid hastigheter ner till 15 km/h. Vilka mätstorheter som ska levereras (Tabell 18) avtalas i uppdragsspecifikationen. (Vägverket, 2009b; Vägverket, 2009c)

Tabell 18. Mätstorheter och tillhörande presentationslängder (Vägverket, 2009b; Vägverket, 2009c).

Mätstorhet Enhet Presentationslängd Längsprofil IRI Medeltvärprofil Spårdjup Tvärfall Kurvatur Backighet Makrotextur (MPD) Megatextur Sprickor Digital stillbild Position mm mm/m mm mm % 1/m % mm mm % - m 100 mm 20 m 1 m 20 m 1 m 20 m 20 m 1 m 1 m 20 m 20 m 20 m

För bestämning av ojämnheter i längsled (dvs. gupp) mäts tre längsprofiler. Dessa mäts så att ojämnheter mellan 0,2 och minst 100 meter avbildas. Längsprofilen redovisas som höjdförändring relativt föregående profilvärde och baseras på minst 50 enskilda

mätningar med respektive mätdon. Den längsprofil som uppmäts i höger respektive vänster hjulspår används också för att beräkna IRI-värden (IRI H respektive IRI V). Beräkning av IRI görs genom att de resulterande längsprofilerna används som indata i en matematisk modell kallad ”Quarter-car simulator”. Detta är en modell av ett

enhjuligt fordon (en fjärdedels personbil) där fordonskarossens och hjulupphängningens massor, Ms respektive Mu, är förbundna med varandra genom en fjäder, ks, och en

stötdämpare, Cs (Figur 2). Ytterliggare en fjäder, kt, förbinder hjulupphängningsmassan,