Studie av dekkelevetid på riksveger i Region midt NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Fakultet for teknologi Institutt for bygg og miljøBacheloroppgave
Jonas G. Bjørklimark Robin Mandal
Studie av dekkelevetid på riksveger i Region midt
A study of the life expectancy of asphalt
pavements on state highways in Central Region
Bacheloroppgave i bygg og miljø Veileder: Omar Sabri
Trondheim, mai 2016
FAKULTET FOR TEKNOLOGI Institutt for bygg og miljø
7491 Trondheim
Besøksadresse: Arkitekt Christies gt. 2
RAPPORT
BACHELOROPPGAVEN
Tittel:
Studie av dekkelevetid på riksveger i Region midt
A study of the life expectancy of asphalt pavements on state highways in Central Region
Prosjektnr:
30 - 2016
Forfattere:
Jonas G. Bjørklimark Robin Mandal
Oppdragsgiver eksternt:
Statens vegvesen Region midt/Vegdirektoratet Dato levert:
25.05.2016
Besvarelsen består av hvor mange delrapporter?
1
Veileder internt:
Omar Sabri
Rapporten er ÅPEN Kort sammendrag
Et studie av dekkelevetiden på riksveger er viktig for å ha god kontroll over tilstandsutviklingen på vegnettet. Her kan man se om asfaltdekkene har en forventet dekkelevetid i nærheten av den normerte dekkelevetiden gitt i Håndbok N200. Den forventede dekkelevetiden bestemmes av kravene fra Håndbok R610 i samarbeid med resultatene fra tilstandsmålinger av vegnettet.
I denne rapporten er forventet dekkelevetid fra PMS2010 sammenlignet med normerte dekkelevetider i Håndbok N200 samt mot tidligere undersøkelser fra andre regioner.
Region midt viser seg å ha god levetid på lavtrafikkerte riksveger, mens høytrafikkerte riksveger har en forventet dekkelevetid noe lavere enn normert.
Stikkord fra prosjektet:
Dekkelevetid, vegdekke, tilstandsmåling, asfalt, riksveg, Statens vegvesen
Oppgavetekst
Denne oppgaven går ut på å undersøke og analysere den forventede levetiden på riksvegnettet i Region midt. Vegdekkene blir hele tiden utsatt for slitasje fra kjøretøy, klima m.m., og i denne rapporten blir de forventede levetidene på riksvegene kartlagt og sammenlignet opp mot den normerte levetiden gitt i Håndbok N200 (2014).
Hoveddelen i rapporten tar for seg kartlegging av dekkelevetidene på riksvegnettet i Region midt. En god utnyttelse av dekkelevetiden kan gi store økonomiske besparelser ved drift, vedlikehold og eventuelle forsterkninger av eksisterende veger. Ved hjelp av en slik analyse blir det også enklere å estimere et dekkebudsjett.
En slik undersøkelse gjør det også lettere å se hvilke vegdekker som oppnår den normerte levetiden, og man kan da se hvilke dekketyper som er egnet til de ulike trafikkmengdene.
Dekkelevetidene på riksvegene i Region midt skal også sammenlignes opp mot resultater fra lignende undersøkelser gjennomført i Region øst.
For å utnytte kvaliteten på dekketypene slik at de oppnår ønsket levetid er det viktig å sette krav til arbeid før, underveis og etter selve dekkeleggingen. Dette kan gjøres ved å blant annet utvikle asfaltkontraktene slik at entreprenøren får en større motivasjon til å levere et arbeid med høyere kvalitet. I denne delen av rapporten blir det sett på om det er mulig, og hvordan det eventuelt kan utføres.
Forord
Denne rapporten er skrevet av Jonas G. Bjørklimark og Robin Mandal i forbindelse med avsluttende oppgave på bachelorstudiet bygg ved NTNU, Fakultet for teknologi, institutt for bygg og miljø, i Trondheim. Rapporten er utarbeidet for Statens vegvesen Region midt i samarbeid med Vegdirektoratet i Trondheim og tar for seg dekkelevetiden på riksvegene i Region midt.
For å komme i gang med oppgaveløsingen ble det gjennomført opplæring innen de
grunnleggende dataprogrammene av eksterne veiledere. To bærbare datamaskiner ble utlevert for å få tilgang til programvarene og intranettet til Statens vegvesen. I tillegg ble det gitt et økonomisk bidrag fra Statens vegvesen på 7500kr i forbindelse med utgifter knyttet til utførelse av bacheloroppgaven.
Oppgaven har vært krevende med blant annet flere nye dataprogrammer å sette seg inn i.
Gruppa har fungert veldig godt, perioden har vært svært lærerik og kompetansen innen vegteknologi og vegdekkestandarder har for vår del økt betraktelig.
En stor takk rettes til vår faglærer og interne veileder, Omar Sabri (NTNU), for god hjelp og veiledning underveis i prosessen. En stor takk rettes også til Bjørn Hoven, Nils S. Uthus, Even Sund (Statens vegvesen Vegdirektoratet) og Even Stølan (Statens vegvesen Region midt) som har vært til stor hjelp med faglige innspill i prosessen.
Det er en forutsetning at leser har grunnleggende kompetanse innen de omtalte temaene for å få best utbytte av innholdet i rapporten.
NTNU
Fakultet for teknologi Institutt for bygg og miljø
____________________________ ___________________________
Jonas G. Bjørklimark Robin Mandal
Abstract
In this bachelor thesis, the main goal is to study and analyze the life expectancy of asphalt pavements in the Central Region in addition to find out what is the cause of the renewal of the asphalt pavements. The results from this report will be a part of the comparison to the values from manual N200 and other reports on the same subject. By doing this, the condition of the road in Central Region will be found.
Norwegian Public Roads Administration (NPRA) has given this assignment because they want to know in which condition the state highways in the Central Region are. When this report is completed, the results will be an important part of the work for increasing the life expectancy of the asphalt pavements. The following report can be used for comparison after trying to increase the life expectancy.
The data for this project is from a system named PMS2010 (Pavement Management System) to retrieve the necessary information from a server that contains all data available for the road construction (NVDB). To carry out the necessary calculations and to make the graphs and charts for this project, Microsoft Office Excel is used. PMS2010 gives the possibility to filtrate data and has its own function for exporting data to a spreadsheet Excel.
Life expectancy of asphalt pavements depends on requirements from manual R610 and the readings of asphalt pavement measurements. By measuring the asphalt pavements rutting and roughness index (IRI), it is possible to establish a linear projection for the life expectancy. This is done in the pavement management system and for further analyze the export file from PMS2010 is used. After filtrating the data source, the average and median values has been calculated and put into different tables and charts, among them; cumulative distribution of the life expectancy and the age of the asphalt pavements.
Compared to previous analysis, the life expectancy for asphalt pavements in the Central Region is not as good as for the Eastern Region. Especially for the state highways with greater amount of traffic. The state highways in Central Region with a smaller amount of traffic seem to be as good as the roads in Eastern Region, and even better than expected from manual N200. To find the cause of this has not been a part of this assignment.
The cause of asphalt pavement renewal is mostly rutting. With increasing amount of traffic, the amount of rutting as the cause of asphalt renewal also increases. Sometimes the roughness index is the cause, but this is quite infrequent on roads with high amount of traffic, because the rutting is so intense and fast growing compared to the roughness. In some cases, both rutting and roughness can be the cause of necessary asphalt renewal. This is more common for roads with a small amount of traffic and therefore higher life expectancy for the asphalt pavements.
As a part of research and development regarding the subject life expectancy of asphalt
pavements, there are new types of contracts that NPRA wants to start using. The new contract type gives the contractor more freedom of choice concerning the type of asphalt etc. High standard work will be rewarded with an economical bonus, low standard work will be punished
Innhold
Forord ... I Abstract ... III Innhold ... IV
1 Innledning ... 1
1.1 Bakgrunn ... 1
1.2 Rapportens oppbygging... 1
1.3 Hensikt ... 2
2 Vegdekke ... 3
2.1 Hva er vegdekke ... 3
2.2 Valg av vegdekke ... 3
2.3 Hva er dekkelevetid? ... 4
2.3.1 Hva påvirker dekkelevetiden?... 5
2.3.2 Slitasjetyper og skader på asfaltdekker ... 6
2.4 Forsterkningsbehov ... 8
2.5 Bestemmelse av dekkelevetid ... 9
2.5.1 Indikator for dekkelevetid ... 10
2.6 Endringer i nyere tid ... 10
2.6.1 Nytt nummersystem ... 10
2.6.2 Forvaltningsloven ... 10
2.6.3 Krav til spordybde... 10
3 Grunnleggende systemer ... 11
3.1 Tilstandsmålinger på det norske vegnettet ... 11
3.1.1 Måling av spordybde... 11
3.1.2 Måling av jevnhet på langs (IRI) ... 14
3.1.3 Vegbilder – ViaPhoto ... 15
3.1.4 Tilstandsregistrering ... 15
3.2 PMS – Pavement Management System ... 16
3.3 NVDB – Nasjonal Vegdatabank ... 18
4 Tidligere undersøkelser ... 21
4.1 SINTEF ... 21
4.2 Region øst ... 23
4.3 ViaNova ... 24
5 Datagrunnlag i analysen ... 27
5.1 Geografisk område ... 27
5.2 Riksveger i Region midt ... 27
5.3 Filtrering av data ... 27
5.4 Utvalgskriterier... 28
5.5 Størrelse på datagrunnlaget ... 29
6 Gjennomføring ... 31
6.1 Metode ... 31
6.2 Manuell kontroll av PMS-parseller ... 31
6.3 Valg av parsellengde ... 34
7 Analyse av dekkelevetid ... 35
7.1 Alle riksveger ... 35
7.2 ÅDT-inndelinger ... 36
7.2.1 Sammenligning mot normert dekkelevetid ... 38
7.3 Fordeling av forventet dekkelevetid ... 39
8 Årsak til dekkefornyelse ... 41
8.1 Datautvalg ... 41
8.2 Resultater ... 42
9 Sammenligning mot tidligere undersøkelser ... 47
9.1 SINTEF ... 47
9.2 Region øst ... 47
9.3 ViaNova ... 48
10 Konklusjon ... 49
10.1 Hovedresultater ... 49
10.2 Drøfting ... 51
11 Utvikling - Kvalitetskontroll og kontraktsformer ... 53
11.1 Asfaltkontrakter ... 53
11.2 Hvordan kan dette utvikles videre? ... 56
12 Referanser ... 58
13 Figurliste ... 60
14 Tabelliste ... 61
15 Vedleggsliste ... 61
1 Innledning 1.1 Bakgrunn
Hvordan den forventede dekkelevetiden på vegnettet i Region midt er i forhold til den normerte levetiden er usikkert og en utnyttelse av dekkelevetiden kan bety store økonomiske forskjeller når det kommer til drift, vedlikehold og en eventuell forsterkning av eksisterende veger.
I 2006 gjennomførte SINTEF, på oppdrag fra Statens vegvesen Region øst, et studie av dekkelevetiden i regionen. Analysen tok for seg riksvegene i Region øst og var den første store undersøkelsen av opptredende dekkelevetider i Norge. Hensikten med studiet var å kartlegge hvilke dekkelevetider man kunne forvente av vegene i Region øst.
Begrepet dekkelevetid ble for første gang beskrevet som en parameter for bestemmelse av forsterkningsbehov i Håndbok 018, Vegbygging (2005), og på bakgrunn av dette var behovet for en kartlegging av hvilke forventede dekkelevetider man kunne forvente tilstede. Dette resulterte i SINTEF-notatet. (Sund, 2006)
I 2010 ble det gjennomført en bacheloroppgave ved Høgskolen i Oslo der det ble foretatt et studie av dekkelevetider i Region øst. I denne rapporten ble det sett på utviklingen av dekkelevetiden fra 2005 til 2010 med bakgrunn i SINTEF-notatet fra 2005.
Hensikten med denne rapporten er, i samarbeid med Statens vegvesen, å kartlegge tilstanden på dekkelevetiden på riksvegnettet i Region midt, for så å sammenligne de forventede dekkelevetidene opp mot de normerte levetidene. Noen parametere det legges vekt på er hvilke trafikkmengde og dekketype de forskjellige vegene har, og de mest kritiske dataene som blir hentet ut fra datagrunnlaget er informasjon om spordybde og jevnhet i vegen.
Resultatene fra denne rapporten skal også sammenlignes opp mot de tidligere gjennomførte undersøkelsene fra Region øst for å se hvilke eventuelle forskjeller det er mellom de to regionene.
Mer kunnskap innenfor dette temaet kan hjelpe til med planlegging og forsterkning av
vegdekker, og det blir derfor enklere å estimere et budsjett. Ved hjelp av denne kan man også se hvordan de forskjellige dekketypene egner seg til de respektive trafikkmengdene.
1.2 Rapportens oppbygging
Rapporten er bygd opp slik at leser først blir introdusert til de viktigste begrepene og
programvarene som omtales i oppgaven før datagrunnlaget for analysen blir presentert. Etter datagrunnlaget kommer selve analysedelen, og deretter konklusjonen gruppen har kommet frem til.
Avslutningsvis kommer et kapittel der forslag fra gruppen om hvordan en videre utvikling for en bedring av vegdekkekvaliteten kan gjennomføres. Dette er et selvstendig kapittel og er derfor ikke en del av selve hovedrapporten.
1.3 Hensikt
En analyse av vegdekkets levetid gir kunnskaper om hvordan tilstandsutviklingen til det norske riksvegnettet er, og det gir en prognose for hvordan det er forventet å være videre. Ved hjelp av slike målinger og analyser blir det enklere å estimere et budsjett til de nødvendige utbedringene som trengs for å opprettholde kravene gitt fra Håndbok N200 og Håndbok R610.
Ved å utnytte levetiden på dekkene blir det i tillegg til en bedre økonomisk løsning også et miljøbesparende tiltak da det naturlig nok vil bli en lengre periode mellom hver gang det blir utført vedlikehold og/eller en fornyelse av et vegdekke.
Resultatene fra en slik analyse kan som tidligere nevnt benyttes til en sammenligning opp mot de normerte dekkelevetidene fra Håndbok N200. Her kan man se om de forskjellige
dekketypene er egnet til å bruke til de respektive ÅDT-intervallene, og om det eventuelt er noen geografiske forskjeller. Dette kan være forskjeller skapt av for eksempel
transportmetode, temperaturforskjeller ved legging av dekket, bitumeninnhold og massesammensetninger.
I denne rapporten er det kun sett på tilstandsutviklingen til riksvegnettet. Kostnader og årsak for nåværende dekketilstand er ikke en del av oppgaven.
2 Vegdekke
2.1 Hva er vegdekke
Vegdekket på vegbanen omfatter det øverste laget i en vegoverbygning og består ofte av et slitelag og et bindelag, se figur 2-1. (SVV Hb R610, 2014)
Hensikten med et vegdekke er å sikre at trafikantene får et underlag som gir en sikker og komfortabel fremkommelighet samtidig som at det ikke skal virke sjenerende til omgivelsene med tanke på støy og forurensning. (SVV Hb N200, 2014)
Vegdekket har også til hensikt å sikre at vegkonstruksjonen unngår nedbrytning som forårsakes av trafikk, klima og værforhold slik at den planlagte levetiden
til de respektive delene i konstruksjonen blir opprettholdt. Vann som treffer vegdekket skal hindres i å trenge ned i vegoverbygningen, og dekket skal være jevnt slik at den dynamiske belastningen fra kjøretøyene blir minst mulig. (SVV Hb N200, 2014)
I denne rapporten blir det bare sett på selve vegdekket. Hvordan resterende vegkonstruksjon er oppbygd er ikke en del av oppgaven.
2.2 Valg av vegdekke
Hvilket vegdekke som skal benyttes til hvilken veg bestemmes ut i fra trafikkmengde, vegkonstruksjon, omgivelser, vær og klimaforhold. Økonomiske og tekniske hensyn er også avgjørende faktorer for hvilke dekketyper som skal benyttes. (SVV Hb N200, 2014)
De dekketypene som blir benyttet på dagens veger er asfalt, grus og betong. Asfaltdekkene kan benyttes på alle vegtyper og trafikkbelastninger, mens betongdekker kan være aktuelt å benytte på høytrafikkerte veger og riksveger. Betongdekker er det svært få av i Norge.
Grusdekker bør bare benyttes til lavtrafikkerte veger (ÅDT < 300 på atkomstveger og < 100 på samleveger). (SVV Hb N200, 2014)
I denne rapporten blir det bare sett videre på asfaltdekkene. En oversikt over de mest vanlige asfaltdekkene, med betegnelser, vises i vedlegg 3.
Figur 2-1: Vegoverbygning (SVV Nr. 284, 2014)
2.3 Hva er dekkelevetid?
Dekkelevetid er tiden fra et dekke er nylagt til det utløser kravene til dekkefornyelse i henhold til Håndbok R610, Standard for drift og vedlikehold av riksveger (2014). Det er viktig å merke seg at levetiden er fram til disse kravene utløses, ikke fram til nødvendige tiltak utføres. (SVV Nr. 365, 2015)
Det er vanlig å skille mellom funksjonell og normert dekkelevetid, og disse står beskrevet i Håndbok N200:
Funksjonell dekkelevetid er den dekkelevetid man registrerer fra dekket er nylagt og fram til utløsende vedlikeholdsstandard er nådd. Funksjonell dekkelevetid kan fastlegges ut fra de årlige tilstandsregistreringer for spor og jevnhet. (SVV Hb N200, 2014)
Normert dekkelevetid er den dekkelevetid man bør forvente på en veg som er dimensjonert riktig og under normale klima- og belastningsforhold. (SVV Hb N200, 2014)
Den normerte levetiden for de ulike dekketypene og ÅDT-intervallene finner man igjen i figur 2-2. Denne blir benyttet som grunnlag til sammenligning opp mot Håndbok N200 Vegbygging (2014) for denne analysen.
Figur 2-2: Normerte dekkelevetider(år) for ulike dekketyper og ÅDT (SVV Hb N200, 2014)
2.3.1 Hva påvirker dekkelevetiden?
Det er flere faktorer som har innvirkning på dekkelevetiden, men først og fremst er det spordybde og jevnhet langs vegen som er blant de viktigste årsakene til dekkefornyelse. Det er disse to parameterne denne rapporten fokuserer på. (SVV Hb R610, 2014)
På de mest trafikkerte vegene er det i stor grad slitasjen fra trafikken som sliter ut vegdekket, og det blir her spordannelser i vegbanen. Spordannelser skyldes ofte kanalisert trafikk, og en bruk av piggdekk øker spordybden drastisk. Spor i kjørebanen resulterer i en mindre
komfortabel kjørestil i tillegg til at faren for vannplaning øker betraktelig. Ved brøyting av vegen i vinterhalvåret skapes det også problemer da brøyteplogen/skjæret ikke tar tilstrekkelig ned i sporene. (SVV Hb R610, 2014)
På de mindre trafikkerte vegene er det nødvendigvis ikke trafikken som er den mest skadeforeliggende faktoren. Her kan skader som blant annet er skapt grunnet telehiv og setninger gi ujevnheter i kjørebanen, og da spesielt i lengderetning. Disse ujevnhetene vil i enkelte tilfeller på lite trafikkerte vegstrekninger være avgjørende for om vegene trenger utbedring i en tidligere fase enn slitasje grunnet spor. (SVV Hb N200, 2014)
Andre forhold som har innvirkning på jevnhet og spor er listet opp i figur 2-3.
Figur 2-3: Forhold med innvirkning på jevnhet og spor (SVV Hb N200, 2014)
I tillegg kan dekkelevetiden påvirkes av lokale forhold slik at de dekkelevetidene som blir benyttet er basert på erfaringer og derfor er forskjellige fra de normerte verdiene i figur 2-2.
Hvis det blir benyttet dekkelevetider som fraviker fra de normerte verdiene må dette begrunnes spesielt. (SVV Hb N200, 2014)
Under følger en liste med faktorer som kan påvirke levetiden både positivt og negativt. Listen er hentet fra Håndbok N200, kap. 531.21.
- Ved å benytte bindemiddel med PMB1 kan dekkelevetiden øke med opptil 15%
- Ved høytrafikkerte veger og/eller veger med kanalisert trafikk kan dekkelevetiden bli redusert med inntil 20-30%
- I svært nedbørsutsatte områder eller områder med svært lite nedbør kan dekkelevetiden bli endret med inntil ± 20%
- For områder med mye frost kan dekkelevetiden endres med inntil + 20%
1: PMB: Polymermodifisert bitumen
Dekketykkelse og største steinstørrelse (øvre siktstørrelse) vil også gi en innvirkning på dekkelevetiden. (SVV Hb N200, 2014)
2.3.2 Slitasjetyper og skader på asfaltdekker
Av slitasje- og skadetyper i asfaltdekkene er de mest vanlige krakelering, sprekkdannelser, slaghull og forskjellige overflateskader.
Krakelering: Dette er en tettmønstret oppsprekking som ofte forekommer på grunn av en bæreevnesvikt i vegkonstruksjonen. Dette kan også forekomme på tynne, aldrende
asfaltdekker, og da gjerne kombinert med sviktende underlag. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 2-4: Krakelering på et eldre dekke (PMS2010)
Sprekker: Sprekker forekommer både på langs og på tvers av veglengden. De langsgående forekommer ofte som telesprekker og dårlig gjennomførte skjøter i asfalten, mens de
tverrgående ofte skjer på grunn av stikkrenner, telebevegelser og sprekker skapt på grunn av veldig lave temperaturer. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 2-5: Langsgående sprekker (PMS2010)
Slaghull: Dette er en skade som forekommer blant annet på grunn av inhomogene dekker, dårlig klebing og at det er blitt lagt ved for lav temperatur. En variasjon av tykkelsen på dekket kan også være en skadeforeliggende årsak. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 2-6: Slaghull i asfaltdekke (Privat foto)
Overflateskader: Disse skadene kan blant annet forekomme på grunn av forvitring, dårlig utførte dekkekanter, blødninger i dekket grunnet for mye bindemiddel og mekaniske skader fra forskjellige anleggs- og vedlikeholdsutstyr. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 2-7: Mekaniske skader (Privat foto)
2.4 Forsterkningsbehov
Når levetiden på vegdekket begynner å bli unormalt lav i forhold til det som er ansett å være akseptabelt for de aktuelle dekketypene og trafikkbelastningene, kan det være aktuelt å foreta et forsterkningsbehov istedenfor å legge nytt dekke. Hensikten med forsterkningsarbeidet er å oppnå en styrkemessig oppgradering slik at vegstandard og tilstandsmålinger tilsvarer en ny veg. (SVV Hb N200, 2014)
Forsterkningsbehovet kommer også når behovet for utbedringer blir såpass stort og
omfattende at de tiltakene som må til for å vedlikeholde vegdekket ikke lengre er tilstrekkelig for å opprettholde vegens tilstand. Det kan i enkelte tilfeller også være økonomiske fordeler ved å foreta en forsterkning kontra det å fortsette med drift og vedlikehold. Dette er noe som bør vurderes når behovene for dekkefornyelse dukker opp hyppig, og når kriteriene om forsterkningsbehovet gitt i Håndbok N200 blir lagt til grunne. (SVV Nr. 365, 2015)
Figur 2-8: Forsterkningsbehov (SVV Nr. 365, 2015)
Fremgangsmåten for forsterkningsbehov står beskrevet i Håndbok N200, og tar utgangspunkt i vegens levetidsfaktor f:
f = forholdet mellom funksjonell dekkelevetid og normert dekkelevetid.
I korte trekk kan tiltak til noen forskjellige levetidsfaktorer nevnes:
Vegdekker med levetidsfaktor: (SVV Hb N200, 2014)
- > 0,7: Tiltak til nødvendig styrkeforbedring vil normalt være dekkefornyelse.
- 0,7-0,5: Tiltak gjøres ut fra oppgravingsprøver og verdier fra figur 531.3 i N200 - < 0,5: Indikasjon på at vegkonstruksjonen har fundamentale feil og mangler. Tiltak
gjøres fra oppgravingsprøver og videre vurdering. Nedbøyningsmålinger kan bidra til en bestemmelse av forsterkningsbehov. Se Vedlegg 6 – Nedbøyningsmålinger, N200 for utførelse av nedbøyningsmålinger.
For en mer detaljert beskrivelse av forsterkningsbehov og utbedringstiltak, se kapitel 53.
Forsterkning av veg, N200.
I tillegg til forsterkningsbehov på grunn av dårlige vegdekker blir det også gjennomført forsterkningstiltak ved en økning av tillatt aksellast på eksisterende veger. Dette blir ikke omtalt videre i denne rapporten. (SVV Hb N200, 2014)
2.5 Bestemmelse av dekkelevetid
I PMS2010 (Pavement Management System) får man ut forventede verdier for levetiden til vegdekkene. Det er altså ikke registrerte, historiske levetider, men de forventede levetidene basert på tilstandsmålinger etter forrige dekkefornyelse (evt. forbedringstiltak) som hentes ut.
Prognosene er lineære framskrivninger og estimerer når kravene i vedlikeholdsstandarden vil utløses. Se kap. 3.2 PMS for mer informasjon om hvordan det norske planleggingssystemet for vegdekkevedlikehold fungerer. (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
Figur 2-9 viser et utklipp av en 1000m-parsell fra PMS. Den vannrette aksen angir årstall, mens den loddrette aksen angir spordybde i millimeter. Rød, stiplet linje er maksimal verdi for spordybde iht. vedlikeholdsstandarden (R610). Grønn og gul linje viser utviklingen av spordybden, for hvert kjørefelt, mellom de ulike tilstandsmålingene (stiplet linje viser prognosen fra siste registrerte måling). (Kurs i PMS2010, 02.02.16) Levetiden er her fra utbedringen i 2011 til kravene til dekkeforbedring er nådd i 2017/2018.
På samme måte er tilstandsmålingene for jevnhet i figur 2-10. Levetiden er her fra utbedring i 2014 til kravene til dekkeforbedring er nådd i 2019/2020.
Figur 2-10: Prognose for dekkelevetid jevnhet (PMS2010) Dekkelevetid jevnhet (her 7,5 år) Dekkelevetid spor (her 6,5 år)
Figur 2-9: Prognose for dekkelevetid spor (PMS2010)
2.5.1 Indikator for dekkelevetid
Ved en sammenligning opp mot normerte dekkelevetider i Håndbok N200 er det viktig å ha en indikator for dekkelevetid som gir et godt bilde av virkeligheten. De valgte indikatorer for denne analysen er nevnt nedenfor.
Gjennomsnitt av forventet dekkelevetid vil være en god indikator for dekkelevetiden, særlig om analysen består av store datagrunnlag. Det er viktig å merke seg at man blir nødt til å vekte de ulike parsellene pga. ulik lengde. Det er derfor svært hensiktsmessig å ha valgt et datagrunnlag basert på 1000m-parseller, da de aller fleste parsellene har en lengde på 1000 meter.
Medianverdi vil også være en god indikator for dekkelevetiden. Ved bruk av median unngår man at ekstremt lave eller høye verdier påvirker verdien man senere ønsker å sammenligne opp mot normert dekkelevetid. Ved store datagrunnlag vil median nærme seg gjennomsnittet.
2.6 Endringer i nyere tid
I nyere tid har Statens vegvesen gjort noen endringer med tanke på nummerering av håndbøker, omklassifisering av riksvegnett og krav til spordybde.
2.6.1 Nytt nummersystem
I 2014 innførte Statens vegvesen et nytt nummersystem til sine håndbøker. Den nye inndelingen ble gitt slik at nummereringen ble beskrevet etter hvilket hovedtema bøkene omhandlet, som blant annet drift og vedlikehold, vegbygging og tunneler. Håndbøkene fikk fargekoder på omslagene i tillegg til at de ble inndelt i to nivåer. Nivå 1 omfatter normaler (oransje) og retningslinjer (grønn), og nivå 2 omfatter veiledninger (blå).
Av endringer verdt å nevne i denne rapporten er blant annet omnummereringen av Håndbok 018, Vegbygging 2011. Denne er erstattet av Håndbok N200, Vegbygging 2014. (SVV Nr.system, 2014)
2.6.2 Forvaltningsloven
Forvaltningsloven av 1.januar 2010 førte til at en stor del av de tidligere riksvegene (ca. 60%) ble omgjort til fylkesveger.
- Tidligere stamveger, en del av det gamle riksvegnettet og noen kommunale veger utgjorde fra nå av et nytt riksvegnett
- Store deler av de gamle riksvegene ble slått sammen med fylkesvegene for å utgjøre det nye fylkesvegnettet
For å danne et nasjonalt transportnett som koblet sammen det nye riksvegnettet med flyplasser, jernbanestasjoner og nasjonale havner ble enkelte mindre strekninger av
kommunale-, fylkeskommunale- og private veger erstattet med riksveger. (Norvegfinans, u.d.) 2.6.3 Krav til spordybde
Tidligere var det generelle kravet til spordybde ifølge Håndbok 111 Standard for drift og vedlikehold (2003) 25 mm for alle ÅDT-intervallene. I 2012 ble kravet på spordybde endret til 20 mm for ÅDT > 5000. (SVV Hb R610, 2014) Dette vil resultere i at dagens
vedlikeholdskrav vil utløses noe tidligere enn før, og vil derfor gi kortere levetider.
3 Grunnleggende systemer
For å gjennomføre en grundig analyse av dekkelevetid på vegstrekninger er det nødvendig å ha et stort datagrunnlag som inneholder de parameterne som er nødvendig for å kunne sortere på ønskelig vis. Dette kapitlet vil ta for seg de tilstandsdata som er nødvendig for
gjennomføring av denne analysen, hvilke systemer som brukes for registrering av disse dataene samt planleggingsverktøyene som brukes i forbindelse med vegdekkevedlikehold.
3.1 Tilstandsmålinger på det norske vegnettet
Det gjennomføres tilstandsmålinger av det norske riks- og fylkesvegnettet årlig. Da måles det blant annet spordybde og jevnhet på langs av vegen som er viktig med tanke på planlegging av vegdekkevedlikehold. (SVV Hb R610, 2014)
3.1.1 Måling av spordybde
Spordybden er en viktig del av tilstandsmålinger for et vegdekke, da den kan være en direkte årsak til at dekkefornyelse eller andre tiltak er nødvendig for å opprettholde en viss standard på vegdekket. Ettersom spordybden som måles er høyden på ryggen mellom hjulsporene er begrepet jevnhet på tvers ofte brukt. (SVV Hb N200, 2014) Spordannelse i vegdekket spiller inn på blant annet hvordan kjøretøy oppfører seg i vegbanen, kjørekomforten og derfor også trafikksikkerheten. I dype spor vil det kunne ligge vann, noe som øker faren for å få vannplaning betraktelig. I tillegg kan dype spor også gi nedsatt manøvrering for trafikanter.
Med tanke på vintervedlikehold er spor et problem, da det kan være vanskelig å få snø og is ut av sporene. Dette kan i verste fall føre til at spordybden forverres under vinterperioden som følge av en kombinasjon med snø- og issåle. (SVV Hb R610, 2014)
Det er vanlig å skille mellom ulike typer spor. En av de mest utbredte sportypene er
slitasjespor, en følge av stor belastning i en begrenset del av kjørefeltet og spesielt slitasje fra piggdekk. Denne typen sporslitasje vil man ofte kunne observere på høytrafikkerte veger.
Figur 3-1: Spordannelse pga. piggdekkslitasje (Statens vegvesen)
Spor som følge av deformasjoner i vegdekket eller undergrunnen kalles for deformasjonsspor.
Det er mange mulige årsaker for svikt i undergrunnen som f.eks. dårlig drenering, svak vegskulder eller påkjenninger større enn vegen er dimensjonert for. Dette anses for å være varige skader som bør vurderes utbedret før ny dekkelegging. (SVV Hb V261, 2014)
Nylagte dekker med en vesentlig spordybde omtales som initialspor. Disse skyldes andre faktorer enn slitasje fra kjøretøy, da de oppstår umiddelbart etter dekkefornyelse. Ofte kan årsaken være dype spor i forkant av dekkelegging hvor komprimering av asfaltmassen vil være vanskelig. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 3-3: Initialspor (Haugødegård, 2008) Figur 3-2: Deformasjonsspor på vegskulder (Haugødegård, 2008)Figur 3-2: Kantdeformasjon (Haugødegård, 2008)
Figur 3-3: Initialspor (Haugødegård, 2008)
Krumme kjørefelt kan også gi utslag som spor. Denne sportypen oppstår gjerne på strekninger hvor sporfylling er brukt som vedlikeholdstiltak. På slike strekninger vil det se ut som at hele kjørebredden er dekkefornyet, men i realiteten er det kun et tynt lag i midten av kjørefeltet.
Her vil det etter flere år med denne type dekkefornyelse kunne bygge seg opp en rygg, som gjør at kjørefeltet vil oppleves å være krumt. (SVV Hb V261, 2014)
Figur 3-4: Krumme kjørefelt (Haugødegård, 2008)
Vedlikeholdsstandarden (Håndbok R610) setter krav til spordybden på faste dekker. Disse kravene er anbefalinger, det som samfunnet er mest tjent med, og derfor ikke juridisk bindende for Statens vegvesen.
Standarden setter krav til spordybden på parsellnivå:
Spordybde (mm) skal beregnes som 90%-verdi av fordelingens 20 meters-verdier. For
parseller med 1000 meters lengde skal da spordybden være mindre enn angitt i tabellen under.
(SVV Hb R610, 2014)
Figur 3-5: Krav til spordybde (SVV Hb R610, 2014)
Med 20 meters-verdier menes her medianverdien for alle verdier registrert for spordybde innenfor en målestrekning på 20 meter. 90%-verdi av denne fordelingen vil si at maksimalt 10% av parsellens lengde kan ha en verdi for spordybde høyere enn angitt i tabellen over.
Ingen 20 meter-verdi på parsellen skal være større enn 40mm. (SVV Hb R610, 2014) Utbedringer må da utføres.
3.1.2 Måling av jevnhet på langs (IRI)
Jevnhet på langs av vegen kan sies å være et mål for kjørekomforten. Denne parameteren omtales ofte som IRI – International Roughness Index, dvs. den internasjonale
jevnhetsindeksen. Enheten for jevnhet er mm/m og verdien man får ut forteller hvor mange millimeter bilen beveger seg vertikalt mens den kjører én meter fremover (horisontalt). Det man måler er da egentlig ujevnheten til vegen. (SVV Temahefte 111, 2003)
Figur 3-6: Ujevnheter på langs (Foto: TV2)
En ujevn veg vil oppleves som mindre komfortabel å kjøre på for trafikanten. Det kan være flere årsaker til at ujevnheter i lengderetningen oppstår. Det kan f.eks. være telehiv, lokalt dårlig grunnforhold eller feil ved utførelse av dekkelegging. En annen vanlig årsak er
nedlegging, evt. utskifting, av stikkrenner til drenering. Om dette ikke utføres korrekt, vil det være svært merkbart ved overfart. (SVV Nr. 365, 2015)
Figur 3-7: Setningsskader rundt kum (SVV Hb V261, 2014)
Setningsskader i vegkonstruksjonen og kantdeformasjoner (i vegskulderen) er også med på å påvirke jevnheten langs vegen.
3.1.3 Vegbilder – ViaPhoto
Samtidig som det registreres data for spor og jevnhet, tas det også stillbilder av vegen (kjørefeltet målebilen befinner seg i) og terrenget på høyre side av vegen for hver 20. meter.
Disse bildene kan vises med de aller fleste bildebehandlingsverktøy og gjør det derfor lett å ta en visuell kontroll av en aktuell vegstrekning. Det er laget et dataprogram, ViaPhoto, som er spesialtilpasset for visning av disse bildene. Her kan man simulere at man kjører gjennom valgte strekninger i f. eks. 80 km/t (hastigheten kan velges fritt). Det er også funksjoner som gjør det mulig å se flere bilder samtidig, foreta breddemålinger av vegen og objekter i umiddelbar nærhet av vegen. (SVV Nr. 365, 2015) På denne måten er det enkelt å gå inn på ønsket sted langs en vegstrekning for å undersøke om tilstandsmålingene viser noe spesielt.
3.1.4 Tilstandsregistrering
Data om spordybde, jevnhet på langs og vegbilder registreres ved hjelp av en målebil med påmontert utstyr for disse datainnsamlingene. Som nevnt tidligere gjennomføres denne type tilstandsmålinger for riks- og fylkesvegnettet årlig. Måling av nylagte asfaltdekker kan i enkelte tilfeller være grunnlag for endelig oppgjør med asfaltentreprenører basert på fastsatte kvalitetskrav til levert produkt. (Haugødegård, 2008)
Frem til 2008 ble målemetoden ALFRED (Automatisk Linjal For Registrering av Dekketilstand) brukt. En målebjelke med 17 ultralydsensorer var påmontert i fronten av målebilen. Sensorene gjorde det mulig å tegne opp ett tverrprofil av kjørefeltet, hvor man blant annet kunne få ut en verdi for spordybden. Denne metoden hadde blitt brukt siden 1987 uten endringer. (Haugødegård, 2008)
I 2008 ble en ny målemetode, ViaPPS – ViaTech Pavement Profile Scanner, tatt i bruk. Her er det en roterende laserskanner som er montert bak på målebilen. Laserskanneren har følgende tekniske data: (SVV Nr. 365, 2015)
- 140 omdreininger pr sekund, dvs. tverrprofilavstand er 16 cm i 80 km/t - 4 meter målebredde, 550 punkter pr tverrprofil
Utstyret registrerer: (SVV Nr. 365, 2015)
- Tverrprofil (spordybder, tverrfall, vegmerkingslinjer, enkelte skader, bl.a. sprekker) - Lengdeprofil (jevnhet/IRI)
- Tekstur, ruhet (kan indirekte også indikere noe om friksjon)
Figur 3-8: ALFRED-målebil (t.v.) (Haugødegård, 2008) og ViaPPS-målebil (t.h.)(ViaTech)
Fordelen med ViaPPS er at man har muligheten for å få ut fullprofiltegninger, f.eks. i vegtunneler. Disse kan brukes videre for kontroll og vedlikeholdsplanlegging av
tunnelgeometrien, da tenkes det spesielt på vegger og heng i tunneler. (Haugødegård, 2008) Målebilene har også montert to digitale kameraer som tar bilder samtidig som registrering av vegdekkets tilstand pågår (se kap. 3.1.3 Vegbilder). Alt av registrert data lagres i NVDB for senere besiktigelse (se kap. 3.3 NVDB). Disse dataene blir videre en viktig del i forbindelse med planlegging av fremtidig vegdekkevedlikehold.
For å sikre seg at de registrerte tilstandsmålingene er riktige må målebilene kalibreres. Dette gjøres ved at bilene samles for å kjøre over en og samme strekning. Da kan man se om en eller flere av bilene skiller seg ut ved å undersøke tilstandsmålingene. Eventuelle justeringer gjøres og målebilen kjører strekningen på nytt for å kontrollere at den nå måler rett. (SVV Hb R610, 2014)
3.2 PMS – Pavement Management System
Systemet som Statens vegvesen benytter i forbindelse med planlegging av dekkevedlikehold og utlysning av asfaltkontrakter heter PMS2010. Systemet er todelt; en modul for bruk i Statens vegvesen og en modul for entreprenører som vil legge inn tilbud på utlyste asfaltkontrakter. Tilstandsdata som hentes fra NVDB er grunnlaget for planlegging av
vegdekkevedlikehold og utlysning av kontrakter, registrerte data kan filtreres og sorteres som man selv vil. (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
Planleggere bruker tilstandsmålinger fra NVDB i PMS2010 for å kunne prioritere og velge ut hvilke vegstrekninger som skal dekkelegges. Her benytter man seg blant annet av
framskrevne prognoser med tanke på dekkelevetid, som gjøres i systemet (se kap. 2.5 Bestemmelse av dekkelevetid). (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
I PMS2010 får man presentert innholdet i NVDB på en oversiktlig og fornuftig måte. Dataene kan enkelt sorteres og settes opp etter som man vil ha det. Det er mulighet for filtrering for å begrense datagrunnlaget man vil se på. I systemet ligger en egen funksjon for eksport av de parsellene man har sortert ut til Excel for videre databehandling. Man kan i tillegg velge om man vil se parsellene i kartet med tilhørende data eller se vegbilder (ViaPhoto). Figur 3-9 viser hvordan tilstandsutviklingen for en valgt parsell kan se ut. (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
Figur 3-9: Eksempel på tilstandsutvikling fra PMS2010
I PMS2010 kan man velge hvordan man vil se på de valgte vegstrekningene; som 1000m- parseller eller som PMS-parseller. PMS-parsellene er en mer naturlig inndeling av
vegstrekningene, gjerne inndelt etter tidligere dekketiltak. 1000m-parsellene har fast lengde, men f.eks. enden av vegstrekninger, ramper osv. vil kunne være litt kortere. I analysen vil valg av 1000m-parseller gi en fordel ved at det blir lettere å regne ut et vektet gjennomsnitt for dekkelevetid. (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
Oppdatering av dataene i PMS2010 foregår ukentlig. Her oppdateres nye tilstandsmålinger, parselldata og annen ny informasjon.
Som nevnt tidligere kan man eksportere data fra NVDB med PMS2010. Dette forutsetter riktignok at man har installert klienten NVDB123 på datamaskinen i tillegg til PMS2010.
NVDB123 skal gjøre det enkelt å hente ut data, og som navnet tilsier skal det kunne gjøres på 1-2-3. Uthenting av data gjøres mot data og kjøres mot en sentral server. (Kurs i PMS2010, 02.02.16)
Figur 3-10: Fra NVDB til PMS2010 (SVV NVDB, u.d.)
Figur 3-10 viser hvordan sammenhengen mellom PMS2010 og NVDB fungerer. Her ser man inndelingen i byggherre- og entreprenørdelen. Statens vegvesen sin PMS-database benyttes for å oppdatere NVDB med f. eks. data for nylagte dekker. Tilbud på utlyste asfaltkontrakter legges inn i PMS2010. I tillegg leveres tilbudene på en USB-minnebrikke.
3.3 NVDB – Nasjonal Vegdatabank
Den nasjonale vegdatabanken er den store veg- og trafikkdatabasen som brukes i Statens vegvesen. Her ligger relevant veg- og trafikkdata for statlige, kommunale, private, fylkes- og skogsbilveger.
Fra vegdatabanken kan man hente ut all den informasjon om vegkonstruksjonen som trengs.
Alle tilstandsmålinger, trafikktellinger med forventet økning i trafikkmengde, vegens dimensjoneringskrav samt full oversikt over vegens tverrprofil med bredder, materialtyper i vegfundamentet og bæreevnen til vegen. (SVV Hb N200, 2014)
Forgjengeren til NVDB var den gamle Vegdatabanken (VDB). I 1999 ble det gjennomført en brukerundersøkelse basert på VDB. Her ble det konkludert med at Vegdatabanken hadde
gjort sitt og behovet for en ny database oppsto. Etter omfattende testing og gjennomføring av et stort opplæringsprogram ble NVDB i slutten av 2003 tilgjengelig for hele Statens vegvesen. (SVV NVDB, u.d.)
Formålet med NVDB var å etablere et verktøy som kunne brukes for å planlegge og forvalte samt drifte og vedlikeholde det offentlige vegnettet i Norge på en samfunnsmessig måte.
Under utviklingen av NVDB ble det fra Statens vegvesens side lagt stor vekt på
brukervennlighet. Data skal kunne tas ut fra databanken på en lettvint måte. Gode muligheter for presentasjon og analyse av det tilgjengelige datagrunnlaget
var også viktige elementer under utvikling av programmet.
(Kurs i NVDB, 02.02.16)
Den nasjonale vegdatabanken er bygd opp som vist i figur 3-11.
NVDB baserer seg på Datakatalogen og en Vegnettsmodell.
Datakatalogen fungerer som et detaljert innholdsregister for NVDB hvor alle fagdata det er mulig å legge inn i databanken er definert. Fagdata blir definert som vegobjekttyper i
Datakatalogen. Rekkverk og Trafikkulykke er eksempler på vegobjekttyper. (SVV NVDB, u.d.)
For hver objekttype angis det i tillegg til selve definisjonen
egenskapstyper for dem. Egenskapstypene utdyper hvilken detaljinformasjon man kan få ut under de ulike vegobjekttypene. For eksempel er Rekkverkstype en egenskapstype for vegobjekttypen Rekkverk. På samme måte er Ulykkesdato en egenskapstype for Trafikkulykke. (SVV NVDB, u.d.)
Vegnettsmodellen, også kjent som El-veg (Elektronisk vegnett), inneholder data om vegens geometri og topologi. Datasettet består blant annet av vegens felt, ramper, kryssområder etc.
Vegnettsmodellen har eksistert i mange år og blir produsert i samarbeid med Statens kartverk og hver av de enkelte kommunene.
Figur 3-11: Oppbygging av NVDB (SVV NVDB, u.d.)
4 Tidligere undersøkelser
Til tross for viktigheten rundt temaet dekkelevetid, er det gjennomført relativt få
undersøkelser som spesifikt ser på de forventede levetidene opp mot de normerte levetidene fra Håndbok N200 (tidligere Håndbok 018 Vegbygging). For Region midt er denne rapporten den første av sitt slag som tar for seg hele riksvegnettet i forbindelse med analysen.
4.1 SINTEF
På oppdrag fra Statens vegvesen Region øst, i forbindelse med Dekkeprosjektet, foretok SINTEF (v/ Even Sund) en analyse av dekkelevetiden på hele riksvegnettet i regionen. Denne analysen ble gjennomført i 2006 og regnes som en av de første analysene av dekkelevetid.
Bakgrunnen for analysen var at Statens vegvesen Region øst var interesserte i hvilke
dekkelevetider man kunne forvente å oppleve med forskjellige dekketyper og trafikkmengder.
I 2005-utgaven av Håndbok 018 ble normert og funksjonell dekkelevetid (levetidsfaktor) omtalt som viktige parametere når det kom til forsterkning av vegkonstruksjonen. Derfor var det viktig å tilegne seg kunnskap om de levetidene man kunne forvente (normerte levetider).
Det ble også sett på hvilken innvirkning den maksimale steinstørrelsen og masseforbruket på tiltaket hadde på funksjonell dekkelevetid. (Sund, 2006)
Dette var første gang PMS ble brukt for å beregne dekkelevetiden. Dette ble gjort ved at første og siste tilstandsmåling etter forrige dekkefornyelse ble grunnlag for en lineær prognose av dekkelevetiden. I forbindelse med gjennomføring av denne analysen ble det opprettet en spesialversjon av PMS hvor man kunne få informasjon om steinstørrelse og masseforbruk, i tillegg til at det var mulig å dele vegnettet opp i parseller à 1000 meter. Dette var forløperen til programmet som benyttes i dag, PMS2010, hvor man har de samme mulighetene.
Følgende kriterier ble satt til datagrunnlaget i analysen (Sund, 2006):
- Tilstandsmålinger fra før 1999 er utelatt for å hindre at analysen påvirkes av eldre målemetoder og tolkningsalgoritmer
- For å unngå å benytte måledata basert på eldre målemetoder eller tolkningsalgoritmer
er det ikke benyttet tilstandsdata fra før 1999 ved beregning av fremtidig tilstandsutvikling.
- Første og siste målepunkt etter siste registrerte dekketiltak benyttes for å beregne den lineære utviklingen av 90% -verdi for spor og jevnhet med minimum 2 år mellom målingene.
- De innebygde maksimums- og minimumsverdiene for årlig tilstandsutvikling i den regulære versjonen av PMS benyttes ikke.
- Det representative dekket for PMS-parsellen må omfatte mer enn 90 % av parsellengden for at den skal inngå i analysegrunnlaget.
- Beregnet dekkelevetid må være i intervallet 1 – 30 år
- Parsellene som inngår i analysen har en lengde på 1000 meter - ÅDT er ikke beregnet/fordelt på veger med flere enn 2 felt
Det er viktig å legge til at de normerte verdiene for dekkelevetidene som ble benyttet i SINTEF-analysen er forskjellige fra dagens verdier. Figur 4-1 viser de normerte
dekkelevetidene fra Håndbok 018 (2005), som ble benyttet i SINTEF sitt studie. Verdiene i parentes angir normale utslag, avhengig av klima og lokale forhold (SVV Hb 018, 2005). Ved å sammenligne disse verdiene opp mot dagens verdier fra Håndbok N200 (2014), vist i figur 4-2, ser man at kravene er blitt justert opp i nyere tid. Disse forandringene kan utgjøre en forskjell ved en sammenligning av resultatene fra SINTEF-notatet og denne rapporten.
Man ser også at ÅDT-intervallene 10 000-15 000 og > 15 000 er endret til henholdsvis 10 000- 20 000 og > 20 000.
Figur 4-1: Normerte dekkelevetider fra Håndbok 018 (2005)
Figur 4-2: Normerte dekkelevetider fra Håndbok N200 (2014)
Resultater
Ved å se på resultatene på samtlige riksveger i Region øst under ett fikk man at median forventet dekkelevetid var ca. 13,5 år, med en topp i fordelingen rundt 12-13 år. Dekkenes alder hadde en medianverdi på litt over 8 år, som gjorde at omtrent 20% av dekkene hadde en dekkealder som var større enn median forventet dekkelevetid (for dekkelevetid 30 år).
Ved inndeling etter ÅDT-intervall så man at dekkelevetiden minket ved økende trafikkmengde, akkurat som forventet. (Sund, 2006)
Særlig for høy ÅDT viste det seg at dekker med maksimal steinstørrelse på 16 mm hadde gjennomgående høyere levetid enn dekker med maksimal steinstørrelse på 11 mm. Det ble ikke gjort sammenligning mot dekker med steinstørrelse på 8 mm grunnet lite datagrunnlag.
Ettersom dette var den første analysen gjennomført etter denne metoden blir det avslutningsvis oppfordret til å gjennomføre liknende analyser for andre regioner for å verifisere at dette er en akseptabel metodikk for analyse. (Sund, 2006)
4.2 Region øst
I 2010 ble det igjen gjennomført en analyse av dekkelevetiden i Region øst i forbindelse med skriving av hovedoppgave ved Høgskolen i Oslo. Hensikten bak denne var å se om det hadde skjedd en forandring i løpet av de siste fem årene, siden SINTEF-notatet hadde blitt
utarbeidet. (Hyggen, et al., 2010) Forvaltningsloven av 1. januar 2010 førte til en
omklassifisering av store deler av det norske vegnettet (se kap. 2.6.2 Forvaltningsloven).
(SVV Nr.system, 2014)
Derfor var det nødvendig å dele analysen fra 2010 opp i flere deler. En del måtte analysere vegnettet slik det var før 2010 (samme vegnett som for SINTEF-analyse), en del etter 2010 (nåværende vegnett) og en del hvor analysen delte opp regionen fylkesvis.
I denne analysen er det sett på hele vegnettet i Region øst. Datagrunnlaget fra PMS2010 er eksportert som PMS-parseller, ikke 1000m-parseller som i SINTEF-analysen. Dette skal ikke ha påvirkning på resultatet, med unntak av at større deler av den totale feltlengden kan bli utelatt dersom en lengre PMS-parsell utgår fra analysen. Her er det ikke tatt ut medianverdier for forventet dekkelevetid, men heller et vektet gjennomsnitt.
Følgende kriterier ble satt til datagrunnlaget i analysen: (Hyggen, et al., 2010) - Minste lengde på parseller er 600 meter
- Veger med ÅDT < 300 tas ikke med
- Parseller med vegdekker lagt i 2008 eller senere tas ikke med pga. få målinger/ikke mulig å se tendens etter så få år. Dekker fra 2006/2007 tas med om ÅDT er høy.
Parseller dekkelagt i 2005 eller tidligere blir med, uansett ÅDT
- Kommunale og private veger utelukkes, da disse ikke er med i datagrunnlaget for PMS2010
- Veger med dekkelevetid > 30 år vurderes spesielt. Nedskrives til 30 år om dette er sannsynlig
- Strekninger med parsellnr. > 49 inngår ikke i analysen, da dette er ramper, rundkjøringer og lignende, se tabell 5-3. (Hyggen, et al., 2010)
Resultater
Det er ved tolkning av disse resultatene viktig å merke seg at 2010-utgaven av Håndbok 018 stiller noe strengere krav til dekkelevetiden enn hva 2005-utgaven gjorde.
Vegnettet i Region øst viser seg å være jevnt over godt. Gjennomsnittlig forventet dekkelevetid ligger stort sett over eller innenfor de oppgitte verdiene for de ulike
Dette skyldes ifølge rapportens konklusjon valg av metode (her er gjennomsnitt brukt til å sammenligne, median ble brukt av SINTEF). (Hyggen, et al., 2010)
4.3 ViaNova
I etterkant av Statens vegvesens forsknings- og utviklingsprogram (FoU), Varige veger, har ViaNova analysert dekkelevetid på riksveger i Norge. Sammenstillingen er et ledd i å dokumentere behovet for implementering av resultater fra Varige veger. Undersøkelsen er gjennomført i starten av 2016. (Evensen & Johansen, 2016)
Datagrunnlaget i denne analysen består av ca. 460 km riksveg fra Region øst og 190 km riksveg i Region midt og Region sør, til sammen 650 km med riksveg. Totalt inngår det 1289 kjørefeltkilometer (flere kjørefelt i begge retninger) med riksveg i analysen. Rapporten baserer seg på PMS-parseller med lengder på strekninger som varierer fra 0,3 km til 24 km.
ÅDT for de analyserte parsellene ligger i området ÅDT 1000 – 70 000. Trafikkmengden er ikke delt opp på samme måte som i håndbøkene til Statens vegvesen eller denne rapporten.
(Evensen & Johansen, 2016)
For sammenligning mot normert dekkelevetid brukes her medianverdier og 10%-fraktilet til levetidens fordeling.
Resultater
Analysen viser at om man ser på medianverdien for dekkelevetiden har om lag 30% av kjørefeltlengden en levetid lavere enn den normerte levetiden fra Håndbok N200. Tilsvarende har om lag 80% av kjørefeltlengden en dekkelevetid som er lavere enn 2*normert
dekkelevetid.
Med 10%-fraktil som indikator for parsellenes levetid, ser man at omtrent 50% av
kjørefeltlengden har en dekkelevetid lavere enn normert dekkelevetid. Tilsvarende har om lag 90 % av kjørefeltlengden en dekkelevetid som er lavere enn 2*normert dekkelevetid.
(Evensen & Johansen, 2016)
4.4 Varige veger
Innenfor vegteknologiområdet i Norge har det de siste årene bygd seg opp et sterkere behov for et faglig løft. Det vises at det er både et behov for, og et potensial til, å bedre kvaliteten og levetiden på asfaltdekker som legges. Derfor har dette blitt et satsningsområde for både Nasjonal Transportplan og Statens vegvesens Handlingsprogram, samt at det er lagt opp til en stor satsning på dette området i de ulike regionene og fylkene. (SVV Varige veger, 2016) Behovet for et etatsprogram innenfor fagområdet førte til at det i 2010 ble opprettet et forprosjekt med tittelen Varige vegdekker. Her ble det samlet innspill fra mange i det norske fagmiljøet og asfaltbransjen for å kartlegge hvilke fokusområder som måtte prioriteres i etatsprogrammet. ViaNova utførte som en del av forprosjektet en analyse av utviklingsbehov for fagfeltet vegteknologi, med fokus på hvilke områder som hadde behov for videre
forskning og utvikling for å oppnå mer varige vegdekker. (SVV Varige veger, 2016)
Etatsprogrammet ble senere bestemt å omhandle hele overbygningen, noe som førte til at den endelige tittelen på programmet ble Varige veger. Arbeidet med programmet begynte i 2011.
De konkrete resultatmålene for programmet er: (SVV Varige veger, 2016)
1. Utvikle bedre metoder for tilstandskartlegging og kvalitetssikring av vegdekker og overbygninger.
2. Dokumentere deformasjonsegenskapene til norske dekketyper (inkludert effekten av bruk av PMB) og ut fra dette utarbeide krav til deformasjonsmotstand.
3. Utvikle kunnskapen om klimabestandighet (aldring, forvitring, vannfølsomhet/vedheft) for norske asfaltdekker.
4. Opprette database for materialegenskaper for norske asfaltdekker og overbygningsmaterialer. Dette bl. a. for å gjøre oss i stand til å utnytte nye beregningsverktøy for tilstandsutvikling og dimensjonering av veger.
5. Utvikle det norske systemet for dimensjonering av overbygninger slik at det på en bedre måte tar hensyn til grunnforhold, behov for frostsikring, reelle
trafikkbelastninger, endrede klimabelastninger og nye materialer.
6. Vurdere kost/nytte av å bygge sterkere og mer robust, herunder lengre dimensjoneringsperiode, økt veg-/skulderbredde m.m.
7. Tilpasse verktøy for beregning av tilstandsutvikling til norske forhold.
8. Innarbeide kjent kunnskap og best practice i normaler, veiledninger og kontraktsmaler.
9. Utarbeide nye veiledninger, bl. a. om forsterkning av veger.
10. Utvikle kursmateriell for opplæring i faget vegteknologi.
Dette er mål som skal oppnås gjennom å benytte eksisterende kunnskap og løsningsmetoder
løsninger vil tilrettelegges for bruk i vegforvaltning, entreprisekontrakter og praktisk utførelse av arbeider.
Etatsprogrammets effektmål er som følger: (SVV Varige veger, 2016)
«Økt dekkelevetid og reduserte årskostnader for hele vegkonstruksjonen på det norske vegnettet.»
Lengre dekkelevetid kommer som en følge av bedre kvalitet på det leverte produktet og utførelsen, trafikanter vil merke en bedret fremkommelighet. Dette bidrar videre til å redusere tids-, ulykkes- og kjøretøykostnader, gir færre trafikkforstyrrelser og det trengs mindre
ressurser for oppfølging av vegvedlikehold.
På landsbasis ble det i 2013 brukt omkring 2,7 milliarder kroner (SVV Nr. 365, 2015) på dekkelegging på riks- og fylkesvegnettet. Øker man levetiden på asfaltdekkene kan det gi betydelige gevinster både for vegholder og samfunnet generelt. For eksempel vil det gi økonomiske besparelser samt at det vil være mer miljøvennlig.
Aktivitetene som er med i etatsprogrammet Varige veger har opprinnelse i diskusjoner og/eller innspill fra asfaltbransjen samt entreprenører og de ulike regionene.
FoU-programmet er inndelt i tre hovedtemaer og arbeidspakker: (SVV Varige veger, 2016) - Arbeidspakke 1: Vegdekker
- Arbeidspakke 2: Dimensjonering og forsterking
- Arbeidspakke 3: Kunnskapsformidling og implementering
Noen av disse aktivitetene er en del av et internasjonalt samarbeid. Blant annet har Statens vegvesen en samarbeidsavtale med vegmyndighetene i Minnesota. Med tanke på temaet bestandighet for asfalt er det tatt initiativ til et nordisk samarbeid, og i forbindelse med dette er det opprettet en samordningsgruppe hvor det er representanter fra hvert av de nordiske landene. Et slikt samarbeid vil virke positivt samtidig som det vil være en god måte for deling av kunnskap og erfaringer fra andre land med noenlunde likt klima. (SVV Varige veger, 2016)
For denne analysen og den tilhørende rapporten vil det være Arbeidspakke 1: Vegdekker som vil være den mest aktuelle, selv om formidling og implementering av oppnådde resultater også vil være viktig. Videreutvikling av kjent kunnskap må gjøres og da vil det være en fordel at man har et utgangspunkt å gå ut i fra som man senere kan sammenligne med.
Etatsprogrammet Varige veger ble avsluttet i 2015. Det videre arbeidet har vært formidling og implementering av resultatene som ble oppnådd. Rapporten fra ViaNova er et ledd i dette etterarbeidet. Senere vil det da være viktig å kunne benytte denne kunnskapen til å utvikle nye metoder. (SVV Varige veger, 2016)
5 Datagrunnlag i analysen
I dette kapittelet er datagrunnlaget for analysen bestemt, og for å minske usikkerheten på resultatene er det fra gruppa satt noen utvalgskriterier. Disse kriteriene blir videre beskrevet, og hvor mye av datagrunnlaget som oppfyller de valgte kravene er listet opp i tabeller.
5.1 Geografisk område
Analysen baserer seg på tilstandsmålinger av riksvegnettet i Region midt. Dette omfatter tre fylker: Møre og Romsdal, Sør-Trøndelag og Nord-Trøndelag. Det er forskjeller i klima, trafikkmengde (ÅDT) og andel tungtrafikk innad i de tre fylkene som kan være med på å gi ulike resultater for vegstrekninger som i utgangspunktet er nokså like. Dette er en av grunnene til at det er valgt å studere levetiden både fylkesvis og for hele regionen.
Tilstandsmålingene er hentet ut med programmet PMS2010 og eksportert over til Excel for videre behandling og analysering.
5.2 Riksveger i Region midt
I Region midt har man 10 veger som er klassifisert som riksveger. Lengden på hver av disse riksvegene er hentet fra PMS2010 og er vist i tabell 5-1.
Tabell 5-1: Lengder på riksveger i Region midt (PMS2010)
Rv70 og E39 overlapper hverandre mellom Bergsøya og Øydegard med 13,2 km, og E39 og E136 overlapper hverandre mellom Spjelkavik og Kjelbotn med 52,6 km.
5.3 Filtrering av data
Etter eksport til Excel har filtrering av data vært en viktig del av databehandlingen.
Datagrunnlaget har blitt sortert for å gjøre det oversiktlig, og for å luke ut de parsellene som ikke oppfyller de gitte utvalgskriterier (se kap. 5.4 Utvalgskriterier) samt at man kan styre hvilke parametere som analyseres til enhver tid. Sortering ut i fra ÅDT-intervall har vært gjennomgående i hele analysen. For å kunne presentere resultatene på en forståelig og god måte er det lagt vekt på å lage oversiktlige grafer og tabeller. Dette øker forhåpentligvis
5.4 Utvalgskriterier
Lengde på parseller
Datagrunnlaget som er hentet ut består av 1000m-parseller, det vil si at de aller fleste
parsellene er nøyaktig 1000 meter. For å komplettere strekninger er enkelte parseller kortere, og som et utvalgskriterie er det valgt å sette et minstekrav på 600 meter for at parsellene skal inngå i analysen.
Dekkeleggingsår
Hvilket år vegdekket er lagt gir utslag på tilstandsmålingene. Vegstrekninger med lav ÅDT trenger flere år for at målingene som gjøres skal kunne gi en god og sannsynlig prognose på dekkelevetid. Jo større ÅDT en strekning har, desto raskere kan man se sporutvikling og derfor anta en levetid.
Er dekkefornyelsen gjort i eller etter 2014 er alle parsellene utelatt. For dekker lagt i 2013 er det kun valgt veger med en ÅDT større enn 10 000, og for dekker lagt i 2012 omfatter det veger med en ÅDT større enn 5000. Der dekkefornyelsen er gjort i 2011 eller tidligere blir alle vegparsellene inkludert. Ved ekstremtilfeller eller andre spesielle årsaker kan også andre parseller eventuelt utelukkes etter at en manuell kontroll er gjennomført.
Måleår
Ettersom tilstandsmålinger gjennomføres årlig, er det valgt at siste registrert måleår skal være 2015. Slik sørges det for at alle målinger som benyttes er oppdaterte.
ÅDT
ÅDT-intervallene datagrunnlaget er sortert etter baserer seg på oppdeling som man finner i Statens Vegvesen sine håndbøker. Dette ble ansett som fornuftig ettersom at resultatene fra analysen blant annet skal sammenlignes med normerte verdier fra Håndbok N200. I denne rapporten er vegparseller med ÅDT 300 utelatt på grunn av ufullstendige målinger fra PMS og at det i tillegg er et lite datagrunnlag.
ÅDT-verdiene i rapporten er fra 2015 og ikke fra åpningsåret til vegstrekningene.
Dekkelevetid 30 år
Enkelte parseller viste seg å ha en forventet levetid mye større enn det som virker sannsynlig.
Det ble derfor bestemt at levetider > 30 år skulle nedskrives til å være 30 år. Dette ble gjort for at de parsellene dette gjelder ikke skal gi et feil bilde av den virkelige levetiden til vegdekkene. En av årsakene til ekstreme dekkelevetider er at det er registrert feil
dekkeleggingsdato i PMS. Dekkelevetider høyere enn 30 år har ofte andre faktorer som viser seg å være kritiske for vegdekket, f.eks. aldring og oppsprekning.
Tabell 5-2: Kriterier for dekkeleggingsår
Parsellnummer
Vegnettet deles inn i forskjellige parseller, og disse parsellene deles så videre opp i
forskjellige parsellnummer alt etter hvilken hensikt og utførelse de har. I denne rapporten er det bare sett på strekninger med parsellnummer 49 – Hovedparseller. De strekningene som ikke er inkludert har parsellnummer og beskrivelse som vist i tabell 5-3.
5.5 Størrelse på datagrunnlaget
Som nevnt tidligere omhandler oppgaven riksvegnettet i Region midt. Etter sortering og innføring av utvalgskriteriene er det kommet fram til følgende fordeling av feltlengder som inngår i analysen (se tabell 5-4). Enkelte ÅDT-intervall har få parseller som inkluderes i analysen, noe som kan føre til en viss usikkerhet i resultatet det er kommet frem til.
Som det vises i tabell 5-4 er det 537,9 km med riksveg som oppfyller kravene som er satt.
Dette er vesentlig mindre enn den totale veglengden med riksveg i regionen. Forskjellen skyldes utvalgskriteriene som er satt, bl. a. dekkeleggingsår. Videre kan man se hvor lange strekninger man har i hvert ÅDT-intervall i hvert fylke og til sammen i hele regionen. Under følger en tilsvarende tabell som viser hvor stor andel strekningene for hvert fylke utgjør i forhold til fylkets totale vegstrekning.
Tabell 5-4: Feltlengde som oppfyller utvalgskriterier [km]
Tabell 5-3: Parsellnr. (SVV Hb V830, 2010)
Fra tabell 5-5 kan man se at Møre og Romsdal utgjør den største delen av datagrunnlaget etterfulgt av Sør-Trøndelag og deretter Nord-Trøndelag.
En mer detaljert oversikt over kjørefeltlengden i hvert fylke kan sees i vedlegg 5. Her er det lagt inn hvor lange strekninger det er i hvert ÅDT-intervall og fylke av de ulike dekketypene.
Tabell 5-6 viser fordelingen mellom de ulike dekketypene for hele regionen, uansett ÅDT samt hvor stor andel hver dekketype utgjør av den totale veglengden. Her vises det tydelig hvilke tre dekketyper som er de vanligste i regionen; Agb, Ab og Ska.
Tabell 5-6: Fordeling av ulike dekketyper
Merk: Annet omfatter her følgende dekketyper; Da, Aeg, B, Do og Eo. Dette er gjort pga. få parseller med disse dekketypene. Betegnelse for asfaltdekker står beskrevet i vedlegg 3.
Tabell 5-7 viser fordelingen av feltlengder mellom de tre fylkene i Region midt.
Tabell 5-7: Fylkesvis fordeling av kjørefeltlengder Tabell 5-5: Feltlengde som oppfyller utvalgskriterier (%-andel)
6 Gjennomføring
I dette kapittelet er det beskrevet hvordan det er valgt å gjennomføre analysen, og hvordan den manuelle kontrollen av de utvalgte parsellene er gjort.
6.1 Metode
Denne oppgaven er en analyse av de forventede dekkelevetidene på asfaltdekker, som er beregnet i PMS2010 ved hjelp av tilstandsmålinger og informasjon fra Nasjonal vegdatabank (NVDB). Tabeller, grafer og diagrammer er en viktig del av oppgaveløsningen, da det letter arbeidet med å tolke resultatene analysen gir. Enkel statistikk har blitt brukt for å lage
kumulative fordelinger samt for å kunne sammenligne de forventede levetidene (gjennomsnitt og median) opp mot de normerte verdiene fra Håndbok N200.
I PMS2010 kan man velge mellom 1000m-parseller eller PMS-parseller. Det ble i denne oppgaven valgt 1000m-parseller. Dette valget ble tatt for at de aller fleste parsellene skal ha lik lengde, noe som letter arbeidet når man skal finne et veid gjennomsnitt for dekkelevetider.
Det har også blitt sett på hva som ifølge forventet dekkelevetid kommer til å bli utløsende årsak for dekkefornyelse. Her skiller man mellom tre ulike årsaker; spor, jevnhet og spor og jevnhet. For gjennomføring av dette ble det lagt inn fire ekstra kolonner i Excel-dokumentet eksportert fra PMS2010.
6.2 Manuell kontroll av PMS-parseller
Samtlige parseller som inngår i analysen har blitt manuelt kontrollert for å minske
usikkerheten ved resultatene. Under denne kontrollen ble det blant annet undersøkt om kurven for tilstandsutvikling samsvarte med den informasjonen som hørte til hver parsell
(dekkeleggingsår, levetid, etc.). Parseller med manglende data ble eliminert og
parsellinformasjon som ikke samsvarte med kurven for tilstandsutvikling ble korrigert.
Usannsynlig høye dekkelevetider ble her nedskrevet, som beskrevet tidligere.
Den feilen som var mest opptredende var feilregistrerte dekkeleggingsdatoer. De åpenbare feilregistreringene ble korrigert med nytt dekkeleggingsår før gjennomføring av analyse.
Videre følger eksempler på ulike parseller som ble funnet under den manuelle kontrollen.
Ingen klar tendens
Til tross for flere år med tilstandsmålinger er det her vanskelig å kunne se en klar tendens for denne parsellen. Det er som man ser fra bildet lite trafikk på denne parsellen noe som fører til en langsom utvikling av spordybde. Dette er en typisk utvikling for parseller hvor det har vist seg nødvendig å nedskrive dekkelevetiden til 30 år. I dette tilfelle utgår denne målingen på grunn av høyt parsellnummer.
Denne tilstandsutviklingen egner seg lite til å gi en prognose på forventet dekkelevetid.
Spordybden har vært nær grenseverdien over flere år, det er mulig mindre tiltak er
gjennomført for å holde sporutviklingen noenlunde under kontroll og under den maksimale tillatte verdien. I dette tilfellet kan det være aktuelt å spørre seg om siste dekkedato
stemmer, det ser ut som om det kan ha blitt gjort noe i 2014.
Figur 6-1: Tilstandsmåling uten klar tendens (PMS2010)
Figur 6-2: Tilstandsmåling med hakkete kurve (PMS2010)
Klar tendens
Over er et godt eksempel på vegstrekninger med uvanlig lang dekkelevetid (35 år).
Utviklingen er tilnærmet lineær for både spordybde og jevnhet, noe som tilsier at den høye dekkelevetiden som er gitt for denne parsellen kan være sannsynlig. Dette er en strekning med lav ÅDT, som bidrar til at levetiden for spor blir så lang som den er.
Her kan man også se en tydelig utvikling for spordybden. Ut i fra kurven for
tilstandsutviklingen kan man se at det er reasfaltert i 2010, og fra målingen i 2011 har man en lineær utvikling som gir en god mulighet for å regne ut en prognose som gir en sannsynlig verdi for forventet dekkelevetid. Det er verdt å merke seg at det på denne parsellen er registrert feil dekkeleggingsdato; i PMS står det at dekket sist var fornyet i 2005, noe som ikke samsvarer med kurven for tilstandsutviklingen. Her ble dekkeleggingsår endret til 2011.
Figur 6-3: Tilstandsmåling med en klar tendens (PMS2010)
Figur 6-4: Tilstandsmåling med en fin sporutvikling (PMS2010)
Usikre målinger
Bildet over er et godt eksempel på en usikker måling. Her kan man ikke se en klar tendens og kurven for tilstandsutvikling for både spor og jevnhet ser annerledes ut enn de aller fleste andre parseller.
6.3 Valg av parsellengde
Når man skal studere vegstrekninger i PMS2010 må man, som nevnt tidligere, velge mellom 1000m-parseller og PMS-parseller. For denne oppgaven falt valget på 1000m-parseller. PMS- parseller er en mer naturlig oppdeling av vegstrekninger, men kan variere mye i lengde. For eksempel innenfor en lang parsell kan det ha blitt gjort dekkeforbedrende tiltak enkelte steder for å tilfredsstille kravene i Håndbok R610. Dette kan føre til at parsellen får en høyere levetid enn den egentlig skulle hatt. Ved lengre parseller vil man også oppleve en økt usikkerhet på det statistiske grunnlaget.
I Håndbok R610 er kravene til spordybde og jevnhet (IRI) satt for parseller med en lengde på 1000 meter, det anses også derfor som fornuftig å velge 1000m-parseller. I tillegg vil det være gunstig for utregning av gjennomsnitt når samtlige parseller har lik lengde.
Figur 6-5: Usikker tilstandsmåling (PMS2010)
