Du er her

Tunge biler sliter mindre på vegene enn tidligere antatt

Tunge lastebiler har tradisjonelt blitt tillagt hovedansvaret for nedbryting av vegnettet. Et 40 år gammelt amerikansk testprogram kalt AASHO Road Test har vært sentralt i disse beregningene. Nye analyser kan imidlertid tyde på at tunge aksellaster i for stor grad er blitt gjort til syndebukk. Piggdekkslitasje er sannsynligvis en vel så viktig faktor. Privatbiler må i så fall ta en større del av ansvaret for vegslitasje og kostnader til løpende vedlikehold på norske riksveger enn tidligere antatt

Venn tipset!

Din venn har blitt sendt en e-post om denne artikkelen.

Tips en venn

Av Harald Hjelle

AASHO Road Test var et meget grundig og storstilt testforsøk gjennomført i USA rundt 1960. Lastebiler med ulik utrustning og last ble kjørt kontinuerlig på testbaner med ulik vegkonstruksjon og vegdekke. På bakgrunn av data fra denne testen ble det blant annet utviklet modeller for sammenhengen mellom aksellast og vegslitasje. Det mest kjente resultatet fra denne analysen er sannsynligvis den såkalte fjerdepotensregelen. Kort sagt sier denne at om man dobler aksellasten, så øker vegslitasjen med en faktor på 24=16. Analyseresultatene fra denne testen har satt sine spor i modeller og håndbøker benyttet verden over for å dimensjonere veger. Analyseresultatene har også blitt benyttet når man har villet fordele kostnadsansvaret for vegslitasjen på ulike trafikantgrupper (aktuelt i forbindelse med dimensjonering av vegbruksavgifter). I norske utredninger av marginale vegslitasjekostnader har man da tatt utgangspunkt i regnskapsmessige vedlikeholdskostnader for vegnettet, og så benyttet en revidert fjerdepotensregel for å allokere disse kostnadene til biltyper (se for eksempel Eriksen et. Al. 1999). Den høye eksponenten har da gjort at det alt vesentlige av vegslitasjen har blitt allokert til de tyngste kjøretøyene.

Eksperimenter, modeller eller…..

Svært mye av den kunnskapen vi har om hvordan kjøretøyer sliter på vegen er basert enten på eksperimenter (eksempelvis AASHO Road Test), eller på rent teoretiske modeller basert på en teori om at vegens oppførsel under belastninger kan simuleres mekanistisk ved å se på vegkroppen som en lagdelt konstruksjon hvor de ulike lagene har gitte fysiske karakteristika. Begge tilnærminger har sine svakheter, ikke minst fordi det lett kan stilles kritiske spørsmål knyttet til hvor representative eksperimentene eller modellene er for de faktiske forhold man har på vegnettet. For å komme rundt dette spørsmålet ville det være en fordel å kunne basere kunnskapen på det vegnettet som faktisk er i bruk. Dette er utgangspunktet for en ny norsk modell for marginal vegslitasje: FAMAROW (Factual Marginal Road Wear).

Nytt datatilfang gir nye muligheter

 Utviklingen i måleteknologi for å registrere vegslitasje og trafikkbelastninger har nå gjort det mulig å angripe denne problemstillingen på en ny empirisk måte. Statens Vegvesen har nå i en årrekke foretatt systematiske registreringer av blant annet sporslitasje og langsgående jevnhet på det norske riksvegnettet. Informasjonen fra disse målingene er lagret i Vegdatabanken, og danner nå en mer enn 10 år lang tidsserie med målinger av vegens tilstandsutvikling. I stor grad har man også kontroll på vedlikeholdstiltak som er gjennomført, slik at en kan korrigere for dette i tidsseriene. Samtidig har man også fått tilgang på såkalt ”Weigh-In-Motion” (WIM) data på mange tellepunkter på det norske vegnettet. I forbindelse med det såkalte BUAB-programmet tidlig på 1990-tallet, ble det utviklet tilleggsprogramvare til ATK-anleggene (fotoboksene). Dette gjør at man kan logge aksellaster i fart med en brukbar nøyaktighet. Data har blitt lagret for et utvalg slike tellepunkter mer eller mindre sammenhengende siden den gang. Dette gjør at vi har god kontroll på trafikk­sammen­setningen (aksellaster og akselkonfigurasjoner) på disse punktene. Til sammen danner dette nye datatilfanget en unik mulighet for å estimere empiriske modeller for sammenhengen mellom aksellaster og observert vegslitasje. Dette er gjort i et nylig avsluttet doktorgrads­arbeid (Hjelle 2003), og resultatet er ganske overraskende.

FAMAROW-modellen

FAMAROW-modellen er forsøkt estimert både for langsgående jevnhet (IRI), og for spordybde. IRI-modellen gir signifikante trafikkparametre, men av en svært liten størrelsesorden. Det indikerer at det ikke er trafikklaster som bidrar mest til utviklingen i langsgående jevnhet. Det vil sannsynligvis være andre trafikkrelaterte skademekanismer som overskygger IRI-utviklingen, og som blir utløsende for vegvedlikehold.

Modellen for spordybde, derimot gir signifikante trafikkparametre av en størrelsesorden som er rimelige sett i forhold til predikerte levetider for vegdekkene. Imidlertid gir ikke en modellformulering med eksponentielt voksende vekter for tunge aksler bedre modellmessig føyning enn en modell med en ren akselpassasje parameter. Dette indikerer at akseltrykket ikke er vesentlig for slitasjen på disse vegstrekningene. I modellberegningene har vi ikke hatt tilgang på informasjon om den faktiske bruken av piggdekk, hvilket ville vært en viktig parameter å ha med når man forsøker å modellere sporslitasje. Den mest plausible forklaringen på det kontroversielle resultatet at personbilaksler sliter like mye som tungebilaksler, er nettopp at det er piggdekkslitasjen som dominerer bildet. I så fall betyr det at en vesentlig del av de marginale vegslitasjekostnadene skal allokeres til personbiler, og ikke til tunge biler som ofte antatt.

Utvalget av målepunkter (se kart) er ikke ideelt statistisk sett. ATK-anleggene har tradisjonelt vært utplassert på strekninger med høy trafikk og høy ulykkesfrekvens. I tillegg har WIM-målingene av praktiske årsaker i stor grad vært konsentrert om Østlandsområdet. Høgtraffikerte veger vil også lett bety veger med en solid vegkonstruksjon fordi Veg-normalene for dimensjonering av veger har en slik sammenheng. Det er derfor en viss fare for at utvalget består av spesielt solide vegstrekninger. Dessverre foretar ikke Statens Vegvesen systematiske målinger (nedbøyningsmålinger) av vegnettet lenger. Det gjør at det ikke lar seg gjøre å vurdere denne potensielle skjevheten fullt ut. En sammenligning av sist registrerte bæreevne-måling for utvalget med tilsvarende gjennomsnitt for hele riksvegnettet indikerer imidlertid at utvalget ikke er så skjevt med hensyn til bæreevnen (gjennomsnitt på 15.0 for utvalget og 14.9 for hele nettet i de fylkene hvor det er foretatt WIM-målinger).

Vegslitasjen vil også avhenge av klimatiske forhold, og nedbørsmengder og temperatur er derfor tatt med i modellene. Høy nedbør og lav gjennomsnittstemperatur gir generelt høyere vegslitasje.

"Top down" eller "bottom up"

 Den tradisjonelle norske tilnærmingen med å ta utgangspunkt i regnskapsposter for vegvedlikehold, og så fordele dette på totalt antall "standardakselekvivalenter" representerer det vi kan kalle en "top down" tilnærming til beregningen av marginale vegslitasjekostnader. Hovedulempen med en slik tilnærming er at et forutsetter at de vedlikeholdspostene man studerer representerer kostnader knyttet til marginal vegslitasje, det vil si trafikkvolum­avhengig slitasje, og at det faktiske vedlikeholdet gjenspeiler den faktiske vegslitasjen. Dette har vært en mye brukt metodikk også internasjonalt (se for eksempel den amerikanske Federal Highway Cost Allocation Study). Imidlertid er det flere som nå gjør forsøk med å velge en "bottom up" tilnærming til dette problemet. Da tar man utgangspunkt i studier av faktisk vegslitasje på et utvalg av vegkategorier, og beregner kostnaden for disse direkte. Ideelt sett skulle man da også ha tiltakskostnader for det konkrete vedlikeholdsbehovet på disse strekningene. Det forutsetter detaljert informasjon som ofte ikke er tilgjengelig. Alternativet er da at man beregner det "tekniske" vedlikeholdsbehovet, og så anvender standardverdier for ulike vedlikeholdstiltak. Når man har estimert en nedbrytiningsmodell som FAMAROW-modellen, kan man løse den med hensyn på et vedlikeholdsutløsende slitasjenivå for å finne ut hvor stor trafikkmengde som må til for å nå dette kriteriet. Et naturlig utgangspunkt vil da være de norske vedlikeholdsnormalene. Disse inneholder tiltaksgrenser avhengig av vegklasser og trafikknivå. Ideelt sett skulle man helst hatt informasjon om gjennomsnittlig slitasjenivå ved tiltak. Vedlikeholdsnormalene relaterer dette til hvor stor andel av en strekning som har passert et gitt slitasjenivå. Eksempelvis angis det for riksveger at maksimal spordybde på 10% av en vegparsell ikke bør overstige 25 millimeter. Om en så benytter FAMAROW-modellen for sporslitasje betyr dette at en (ved klimatiske forhold som gjennom­snittet for utvalget) må ha 90 millioner akselpassasjer for å nå kriteriet. Dersom en så fordeler en typisk rehabiliteringskostnad for vegdekket på disse akslene, får man en marginal vegslitasjekostnad på ca. 0.40 øre per akselkilometer. Hvis kriteriet i stedet var 15mm sporslitasje, som godt kan tenkes å være nærmere den riktige gjennomsnittsverdien ved iverksetting av tiltak, vil predikert levetid for dekket tilsvarende bli 45 millioner aksel­passasjer. Den marginale vegslitasjekostnaden vil da øke tilsvarende. Dette er illustrert i figuren hvor modellens prediksjoner av sporslitasje ved ulike trafikkvolumer er tegnet inn. De ulike kurvene representerer ulike klimatiske forhold (nedbør og temperatur).

Ulike svar med ulike metoder

Dersom en aggregerer denne vegslitasjen opp slik at den skal gjenspeile den samlede trafikkvolumavhengige vegslitasjen på det norske riksvegnettet får vi ved å benytte FAMAROW-modellen ca. 290 millioner kroner (2002). Til sammenligning var tallet som ble benyttet i den siste "top-down" modellen (Eriksen et. Al. 1999) ca. 146 millioner 2002-kroner. Nå er det nok rimelig at estimatet basert på FAMAROW-modellen ligger for lavt, fordi gjennomsnittlig sporslitasje ved tiltak høyst sannsynlig ligger lavere enn den verdien som er angitt for 10% av nettet i vedlikeholdsnormalene. Likevel er forskjellen mellom de to ulike metodene store. I en svensk studie (Lindberg 2001) utført under det europeiske forskningsprogrammet UNITE, har man også forsøkt å bygge slike modeller nedenfra ("bottom up"). Dersom en anvender resultatene fra denne studien på det norske vegnettet, kommer man til et estimat på trafikkvolumavhengige kostnader på ca. 240 millioner kroner. Dette tallet ligger i størrelsesorden det en får med FAMAROW-modellen, og altså betydelig under de tidligere norske beregningene.

Det er viktig metodisk triangulering der hvor det er stor usikkerhet knyttet til kvaliteten på metodene. Dette er et tilfelle hvor ulike tilnærminger gir temmelig ulike svar, både med hensyn til nivå og allokering av kostnadskomponentene. Dersom en skal stole på de nye "bottom up" beregningene tyder det på at tidligere norske beregninger av marginale vegslitasjekostnader har ligget for høyt, og at det er spesielt tyngre kjøretøyer som har fått allokert en for stor del av kostnadene når avgiftsnivået har vært oppe til vurdering.

FAMAROW-modellen representerer et første forsøk på en helt ny måte å angripe problemstillingene på, og resultatene er en første "anomali" (avvik) som kan utfordre etablerte paradigmer (les: fjerdepotensregelen). Det gjenstår mye forskning for å komme på sporet av årsaken til at de ulike angrepsmåtene gir såpass ulike svar. Dessuten er det viktig å ha i mente at FAMAROW-modellen er estimert på grunnlag av et utvalg høgtrafikkerte riksveg­strekninger, og at resultatene neppe er generaliserbare til svakere veger i fylkes- og kommunevegnettet. Likevel burde det kanskje ikke overraske noen at det kan bli for enkelt å anvende resultater fra 40 år gamle eksperimenter på dagens norske vegnett.


 

Referanser:

Eriksen, K. S., Markussen, T. E., and Pütz, K.

Marginale kostnader ved transportvirksomhet.TØI-rapport 464/1999, Transportøkonomisk Institutt, Oslo

Hjelle, Harald M.

A Foundation for Road User Charges. Thesis submitted to The Norwegian University of Science and Technology (NTNU) for the Dr. Ing. Degree. Thesis no. 2003-49, Trondheim 2003

Lindberg, Gunnar

"UNITE Deliverable 9: Infrastructure Cost Case Studies, Case Study 5b: Marginal cost of road maintenance for heavy goods vehicles on Swedish roads. Preliminary draft." University of Leeds, ITS, UK / VTI, Sweden

DEBATTREGLER I SAMFERDSEL
Har du synspunkter på denne saken, så kom gjerne med dem her i kommentarfeltet! Det du skriver vil i de fleste sammenhenger fremstå som mer interessant og troverdig dersom du skriver under fullt navn. Hold deg til saken, vis respekt og raushet overfor andre og deres meninger. Husk at det du skriver kan bli lest av mange!

Ytringer som inneholder trusler eller annen form for sjikane, vil bli fjernet.

Vennlig hilsen
Samferdsel-redaksjonen

comments powered by Disqus

  • Tweets

Bunnbilde
SAMFERDSEL, TØI
Gaustadalléen 21,
0349 Oslo.
Telefon: 22 57 38 00
Telefaks: 22 60 92 00

PÅ VEIEN
I LUFTEN
PÅ SKINNER
PÅ SJØEN
TRANSPORT
REISELIV
MILJØ
TEKNOLOGI

ARKIV
AKTUELT
ANNONSERE

TØI
DEBATT
KONTAKT OSS
OM OSS

 

Ansvarlig redaktør: Flemming Dahl. Mobiltelefon: 986 255 96. Epost: fda@toi.no  |  Personvern

Designet og utviklet av CoreTrek AS