Normstelling natte stroefheid van rijkswegen -

Transcriptie

1 Ministerie van Verkeer en Waterstaat / DVS opq Normstelling natte stroefheid van rijkswegen - herijking stroefheidniveau en uitbreiding met een meetsnelheid van 70 km/u 4 november 2008

2 Normstelling natte stroefheid van rijkswegen - herijking stroefheidniveau en uitbreiding 4 november

3 Colofon Uitgegeven door: RWS/DVS Informatie: Dr.ir. E. Vos Telefoon: Fax: Uitgevoerd door: Dr.ir. E. Vos Opmaak: Dr.ir. E. Vos Datum: 4 november 2008 Status: openbaar Versienummer: 1.2 3

4 Inhoudsopgave Samenvatting 5 1. Inleiding 7 2. De achtergronden van stroefheid en de normstelling Achtergronden stroefheid Historie van de meetmethode Achtergronden van de normstelling voor natte stroefheid en monitoring methode Stroefheid en onderhoudsadvisering Uitbreiding methodiek met een hogere meetsnelheid Inleiding , 70 of 80 km/u? Uitgevoerd onderzoek naar relatie tussen stroefheid bij 50 km/u en 70 km/u Overeenkomstige normwaarde bij 70 km/u voor diverse deklaagtypen Is differentiatie van de normstelling naar deklaagtype noodzakelijk Conclusies en aanbevelingen Resultaten onderzoek: Relatie veiligheid - stroefheid Inleiding Opzet van het onderzoek Resultaten Vergelijking met de huidige norm en conclusies Conclusies en aanbevelingen Meetmethode Normstelling Literatuur 27 4

5 Samenvatting Voor de rijkswegen in Nederland geldt voor de natte stroefheid een norm van 0,38 gemeten bij 50 km/u met de RWS-Stroefheidmeter (RAW proef 150). De borging van voldoende stroefheid vormt een essentieel onderdeel in de twee jaarlijkse monitoring van het rijkswegennet en is verankerd in de SLA HWN. De huidige normstelling is midden jaren 70 van de vorige eeuw vastgesteld door middel van statistisch onderzoek naar de relatie van ongevallenkans en gemeten stroefheid. In dit rapport wordt verslag gedaan van een herijking van het stroefheidniveau van de bestaande normstelling en een uitbreiding van de methodiek. Op basis van ongevallengegevens over een periode van 7 jaar en gegevens van reguliere stroefheidmetingen is opnieuw onderzoek uitgevoerd naar de relatie van ongevallen kans en gemeten stroefheid. Onderscheid is daarbij gemaakt in open en dichte deklagen. Onderzocht is in hoeverre wijzigingen in verkeer en toegepaste deklagen eventueel aanleiding zijn om de norm aan te passen. Ook is onderzocht of een differentiatie nodig is naar autosnelweg/autoweg hoofdrijbaan of weefvak en/of verbindingsweg, of maximumsnelheid. Het onderzoek naar de relatie van ongevallen kans en gemeten stroefheid bevestigt de relevantie van het huidige niveau van de normstelling. Vanuit de onderzoeksresultaten blijkt verder dat er onvoldoende onderbouwing is om de norm bij 50 km/h te differentiëren. Aanvullend is een meetprogramma uitgevoerd naar de verschillen tussen stroefheden bij 50 km/u en 70 km/u. Hieruit blijkt dat, mits er een onderscheid wordt gemaakt tussen open en dichte deklagen, er een goede correlatie bestaat tussen de gemeten stroefheid bij 50 km/u en 70 km/u. Voor stroefheidniveaus rond de normwaarde ligt bij open deklagen de stroefheid bij 70 km/u 0,03 lager dan bij 50 km/u en bij dichte deklagen 0,05 lager. Op basis van bovenstaande wordt voor rijkswegen, om redenen van veiligheid en hinder beperking van het wegverkeer, voorgesteld om standaard stroefheidmetingen met bijbehorende normstelling bij 70 km/u te gaan hanteren. Voor die wegen waar deze snelheid vanuit verkeerstechnisch oogpunt te hoog is, blijft een meting met bijbehorende normstelling bij 50 km/u. Tevens wordt voorgesteld om de normstelling te baseren op de generatie meetbanden (PIARC 1998) die de laatste 10 jaar zijn toegepast en waarmede het in dit rapport besproken onderzoek grotendeels is uitgevoerd. Dit houdt in dat correctiefactoren die gebruikt worden om de nieuwe generatiebanden te koppelen aan de 5

6 oude gaan vervallen. Als gevolg daarvan wijzigt getalsmatig de huidige norm van 0,38 bij 50 km/u. Echter, het werkelijke stroefheidniveau, cq veiligheidsniveau wijzigt daarbij niet! De (harde) norm PIARC98 voor de standaard meetsnelheid van 70 km/u wordt voor open deklagen 0,42 en voor dichte deklagen 0,39. De (harde) norm PIARC98 voor de meetsnelheid van 50 km/u wordt voor open deklagen 0,45 en voor dichte deklagen 0,44. 6

7 1. Inleiding Voor een veilig wegverkeer is een zekere mate van grip (wrijvingskrachten) tussen de banden van een voertuig en het wegdek noodzakelijk. Door het optreden van wrijvingskrachten is het mogelijk om op te trekken, te remmen en veilig van richting te kunnen veranderen. Het vermogen om wrijvingskrachten op te bouwen is zowel afhankelijk van de oppervlakte eigenschappen van een wegdek als van de toegepaste band. Om wegdekken te karakteriseren worden de wrijvingskrachten op een geharmoniseerde wijze bepaald. In Nederland wordt hiervoor de RWS- Stroefheidmeter (RAW Proef 150) gebruikt. De uitkomst van de proef is de wrijvingscoëfficiënt, welke wordt berekend door de gemeten wrijvingskracht te delen door de verticale belasting op de band. Dit wordt de stroefheid genoemd van het wegdek. Voor de rijkswegen in Nederland is voor de natte stroefheid een harde norm vastgesteld van 0,38 gemeten bij 50 km/u. Op dit moment wordt bij de reguliere twee jaarlijkse monitoring van de stroefheid metingen bij 70 km/u uitgevoerd. Dit zijn echter voorselectie metingen. Vanwege het ontbreken van een harde norm bij 70 km/u, worden op die wegvakken waarbij de voorselectiemeting laag uitvalt, hermetingen met 50 km/u uitgevoerd. Deze laatste vormen de basis voor het advies. De huidige normstelling is midden jaren 70 van de vorige eeuw vastgesteld door middel van een statistisch onderzoek naar de relatie van ongevallen kans en gemeten stroefheid bij een snelheid van 50 km/u. Sindsdien zijn er op het gebied van zowel wegverkeer, wegenbouw als meettechniek vele ontwikkelingen geweest. Tegen de achtergrond van het beleid om waar mogelijk de verkeersveiligheid te verbeteren, is besloten om dit onderzoek naar de relatie van ongevallen kans en gemeten stroefheid te herhalen. Het onderzoek was er op gericht om te onderzoeken in hoeverre wijzigingen in verkeer en toegepaste deklagen eventueel aanleiding zijn om de norm aan te passen. Onderscheid is daarbij gemaakt tussen open en dichte deklagen. Onderzocht is ook of een differentiatie nodig is naar type weg, zoals autosnelweg, autoweg, of type strook, zoals hoofdrijbaan, weefvak/verbindingsweg, of maximumsnelheid. Een belangrijk nevendoel van het onderzoek vormde de wens, vanwege redenen van veiligheid en hinder beperking van het wegverkeer, om de standaard meetsnelheid op rijkswegen te verhogen van 50 km/u naar 70 km/u 1. Om die reden is het onderzoek naar de relatie ongevallen kans en stroefheid bij 70 km/u uitgevoerd. Ook is onderzoek 1 70 km is een goede snelheid, een hogere snelheid is niet aan te houden in verband met aanwezig vrachtverkeer 7

8 uitgevoerd naar de relatie tussen de gemeten stroefheden bij 50 km/u en 70 km/u en is onderzocht op welke wijze dit in de norm verwerkt kan worden. In dit rapport worden achtereenvolgens behandeld: o De achtergronden van stroefheid en normstelling o De relatie tussen stroefheidmetingen bij 50 km/u en 70 km/u o De resultaten van het onderzoek stroefheid-veiligheid o Conclusies en aanbevelingen voor meetmethode, normstelling en presentatiewijze meetgegevens. 8

9 2. De achtergronden van stroefheid en de normstelling Achtergronden stroefheid Wrijving tussen een band en een wegdek is een complex fenomeen en komt tot stand door twee fysische processen, namelijk adhesie en hysterese. Bij adhesie vindt er op moleculair niveau een aantrekkingkracht plaats tussen het rubber van een band en het wegdek. Hysterese vindt plaats door vervormen van de band op het wegdek. De textuureigenschappen van het wegdek zijn in hoge mate bepalend voor beide fysische processen. Met name de micro textuur (golflengte kleiner dan 0,5 mm) is bepalend voor de adhesie component van de wrijving. De macrotextuur (golflengte tussen 0,5 mm en 50 mm) is bepalend voor de hysterese component van de wrijving. Ook is de macrotextuur, samen met het bandprofiel in natte omstandigheden bepalend voor het waterbergend vermogen en een snelle afvoer van water tussen band en wegdek. Bekend is dat een waterlaag tussen de band en het wegdek de adhesiecomponent van de wrijving doet verminderen. Om die reden is het gebruikelijk om een onderscheid te maken tussen de natte en de droge stroefheid van wegdekken. De natte stroefheid is afhankelijk van de rijsnelheid, naarmate de rijsnelheid toeneemt wordt de gemeten stroefheid lager. Bij een toenemende rijsnelheid is er namelijk minder gelegenheid voor het water in het contactvlak band wegdek om af te stromen en zal de waterlaag dikte dus toenemen. Met als gevolg een vermindering van de adhesiecomponent van de stroefheid. Dit effect is sterker naarmate de macrotextuur geringer is. Door het effect van polijsting door de banden van het wegverkeer zal, afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte materialen in de deklaag, de microtextuur in de loop van de tijd kunnen verminderen. Daardoor zal de natte stroefheid lager worden. Dit kan een ongunstige invloed hebben op de verkeersveiligheid. Deze achteruitgang zal zich met name manifesteren in de rijsporen. Behalve de natte stroefheid is voor niet afgestrooide deklagen, zoals bijvoorbeeld ZOAB, ook de droge stroefheid van belang. Dit speelt met 9

10 name direct na de aanleg. De aggregaatkorrels zijn in die periode nog voorzien van hun bitumineuze bindmiddel, dat in geval van blokkerend remmen door de ontwikkelde energie in het bandcontactvlak kan verweken. Dit kan een langere remweg dan verwacht tot gevolg hebben. Dit probleem bij blokkerend remmen, ook wel bituplaning genoemd, treedt overigens niet op bij ABS remmen. Na verloop van tijd zal door afslijten van het bitumineuze bindmiddel op de aggregaatkorrels de droge stroefheid toenemen. In het vervolg van dit rapport zal niet verder worden ingegaan op de droge stroefheid, maar zal de focus liggen bij de natte stroefheid. 2.2 Historie van de meetmethode Voor het rijkswegennet in Nederland bestaat een ruim 70-jarige historie voor het meten van de natte stroefheid. In 1933 is in samenwerking van Rijkswaterstaat en het laboratorium voor Verbrandingsmotoren van de Technische Hogeschool te Delft een eerste meetwagen met aanhanger gebouwd. De metingen werden uitgevoerd met blokkerend meetwiel op een nat wegdek met een geprofileerde band met een meetsnelheid van 20 km/u. Om een goed landelijk beeld te krijgen van de stroefheid van het rijkswegennet en om de wegbeheerder op gevaarlijke plaatsen te kunnen attenderen, is in 1954 een aanvang gemaakt met het periodiek monitoren van het rijkswegennet. Daarbij kwam al snel naar voren dat het gebruikte meetsysteem met een blokkerende meetwiel niet goed geschikt was om veel metingen over langere lengte uit te voeren. Dit vormde de aanleiding om te gaan zoeken naar een ander meetmethode. Dit resulteerde in de ontwikkeling van een meetsysteem waarbij een 86% vertraagd 2 rond draaiend meetwiel over het wegdek wordt gesleept. In 1959 wordt het nieuwe meetsysteem, de zogeheten RWS- Stroefheidmeter geïntroduceerd. Het systeem bestaat uit een trekwagen met daarachter een één-assige meetaanhanger. In de trekwagen is de benodigde meetapparatuur gemonteerd, een watertank en pomp installatie. Bij de aanhanger is tussen de draagwielen in een apart frame het meetwiel geplaatst. Deze is voorzien van een geprofileerde Vredestein band. De verticale wielbelasting bedraagt 200 kgf en vlak voor de band wordt een waterlaag gesproeid met een theoretische dikte van 0,5 mm. De standaard meetsnelheid waarbij de metingen worden uitgevoerd bedraagt 50 km/u. Vanaf 1978 wordt op de RWS-Stroefheidmeter een door de PIARC 3 in 1975 ontwikkelde en gestandaardiseerde ongeprofileerde meetband 2 Vrij rollend komt overeen met 0% vertraagd, ABS remmen met ca 15-20% vertraagd, blokkerend remmen met 100% vertraagd 3 PIARC is de Permanent International Association of Road Congresses 10

11 toegepast. In het vervolg van dit rapport kortweg aangeduid met PIARC Enige jaren later wordt de RWS methode voor het meten van de stroefheid opgenomen in de Standaard RAW en wordt bekend als Proef 150. Tot op heden is dit de standaard methode voor het meten van de stroefheid voor zowel het rijkswegennet als voor de overige wegen. Voor een uitgebreide beschrijving wordt verwezen naar [1], CEN Technical Specification Procedure for determining the skid resistance of a pavement surface by measurement of the longitudinal friction coefficient LFCD, The Dutch skid resistance trailer. Momenteel zijn vier systemen operationeel in Nederland, waarvan één bij Rijkswaterstaat (DID) en drie bij twee marktpartijen. Om te borgen dat de meetdata van deze systemen volledig uitwisselbaar zijn, wordt 10 keer per jaar een uitgebreid vergelijkend onderzoek uitgevoerd. Op basis van afgesproken toleranties wordt dan per systeem en meetband een goedkeuring gegeven voor toepassing op rijkswegen voor de eerst komende periode van ca 6 weken. Figuur 1 Voorbeeld van een RWS-Stroefheidmeter Sinds 2003 maakt de RWS ook gebruik van een ander meetsysteem, de ROAR. Het meetprincipe bij de ROAR komt overeen met de RWS- Stroefheidmeter, echter er wordt een andere (kleinere) meetband gebruikt. Het blijkt dat de meetwaarden van dit meetsysteem bij een meetsnelheid van 70 km/u in voldoende mate overeenkomen met de meetwaarden van de RWS stroefheidmeter bij 70 km/u om toegepast te worden bij de voorselectie metingen om die wegvakken te selecteren die nabij de richtwaarde zitten. Daarnaast wordt het meetsysteem voor research doeleinden gebruikt. 11

12 2.3 Achtergronden van de normstelling voor natte stroefheid en monitoring methode In de 60-er en 70-er jaren zijn meerdere onderzoeken [2] naar de relatie tussen stroefheid en veiligheid de basis geweest voor het vaststellen van de huidige normwaarde voor de stroefheid (wrijvingscoëfficiënt) van minimaal 0,38. Deze waarde wordt voor het eerst toegepast in 1978 na de introductie van de eerdergenoemde PIARC 1975 meetband. Opgemerkt wordt dat in de diverse onderzoeken een globale trend is gevonden dat de kans op ongevallen groter wordt naarmate de stroefheid afneemt. Het betreft echter statistisch gezien een zwakke relatie. Niet gesteld kan worden dat beneden de waarde van 0,38 de kans op een ongeval ineens vele malen hoger is! Gebaseerd op deze resultaten en een markttechnische en economische beoordeling, zoals onder andere beschikbaarheid geschikte materialen, is in 1983 de waarde van 0,38 als een uniforme richtwaarde voor de stroefheid van wegen in een ministeriele nota geformaliseerd, zie [3]. In de ministeriele nota staat: "Er wordt naar gestreefd een daling van de gemiddelde wrijvingscoëfficiënt over 100 m, gemeten bij 50 km/h volgens de specificaties van de Wegbouwkundige Dienst (noot: voorganger van de Dienst Verkeer en Scheepvaart van de RWS), beneden de waarde van 0,38 zo veel mogelijk te voorkomen." Sinds midden jaren 90 omvat de standaard monitoring van de stroefheid van de rijkswegen het elke twee jaar meten van alle rechterrijstroken 4. Deze meting wordt gehanteerd als een voorselectiemethode om die wegvakken te selecteren die nabij de richtwaarde zitten. De geselecteerde vakken worden nogmaals, maar nu met een meetsnelheid van 50 km/u gemeten, de zogenaamde hermetingen. Alle meetwaarden worden opgeslagen in de RWS database WINFRABASE. Bij de ontwikkeling van de Service Level Agreements Hoofdwegennet (SLA HWN) is in 2003 de richtwaarde van minimaal 0,38 overgenomen als een harde norm, dit vanwege de directe relatie met verkeersveiligheid. Een en ander betekent dat als bij de monitoring geconstateerd wordt dat op een wegvak de norm wordt overschreden, dat betekent dat een waarde van 0,37 of lager wordt gemeten, het betreffende wegendistrict daarvan in kennis wordt gesteld. Het wegendistrict dient binnen 24 uur na het ontvangen van deze melding borden te plaatsen om de weggebruiker te wijzen op mogelijke gladheid. Verder dient de beheerder binnen afzienbare tijd structurele maatregelen te nemen om de stroefheid weer boven de 0,37 te krijgen. 4 Op de overige stroken worden alleen die delen gemeten waarbij de rechterrijstrook is vervangen of waarbij op de rechterrijstrook de stroefheid onder de norm is 12

13 Opgemerkt wordt dat de huidige normstelling is gebaseerd op metingen met de oorspronkelijke PIARC 1975 meetband. Op dit moment worden bij stroefheidmetingen meetbanden van de serie 1998 of later toegepast. Alhoewel de specificaties van de PIARC meetband gedurende de jaren constant zijn gebleven, zijn er in de 80-er jaren toch kleine verschillen ontstaan door bijvoorbeeld andere fabrikant en kleine wijzigingen in toevoegingen aan het rubber compound. Eind 80-er jaren heeft RWS daarom door TNO een acceptatie- en correctie procedure voor nieuwe meetbanden laten opstellen. In deze procedure worden middels een vergelijkend onderzoek de verschillen bij een meetsnelheid van 50 km/u bepaald en verwerkt in een band correctiefactor. Deze band correctiefactor is sindsdien softwarematig verwerkt in alle in Nederland goedgekeurde stroefheidmeetsystemen. 2.4 Stroefheid en onderhoudsadvisering Om het aantal normoverschrijdingen dat gevonden wordt bij de reguliere monitoringsmetingen in redelijkheid te beperken, worden de ingewonnen stroefheidgegevens ook gebruikt bij het opstellen van de Meerjarenplanning Verhardingsonderhoud (MJPV) door de DVS. Onder het motto voorkomen is beter dan genezen is de strategie gekozen om de wegendistricten te informeren van een binnen afzienbare termijn mogelijk te kort schieten van de stroefheid, zodat het onderhoud hiervoor beter planbaar wordt. Daarom wordt door de DVS in de MJPV voor die hectometervakken waar een stroefheid gemeten wordt die gelijk is aan de normwaarde of gelijk aan de normwaarde plus 0,01 of 0,02, een (bindend) onderhoudsadvies gegeven om in het eerstkomende planjaar een stroefheidverbeterende maatregel uit te voeren. De marge van 0,02 is ingegeven door het feit dat enerzijds de metingen een zekere nauwkeurigheidsmarge hebben en anderzijds in de intervaltijd tot de volgende reguliere monitoringsmeting, door slijtage de stroefheid mogelijk verder zal kunnen dalen. Het effect van deze aanpak is dat het aantal wegvakken dat jaarlijks te maken krijgt met een normoverschrijding voor stroefheid ruim beneden de 1% ligt van het totaal gemonitoord wegareaal. 13

14 3. Uitbreiding methodiek met een hogere meetsnelheid Inleiding Zoals in hoofdstuk 2.2 is genoemd, werd bij de introductie van stroefheidmetingen in 1933 een meetsnelheid toegepast van 20 km/u. In 1959 werd de meetsnelheid verhoogd naar 50 km/u. De huidige normstelling is nog steeds op deze laatste snelheid gebaseerd. Vanuit het beleid om de verkeershinder tijdens wegmetingen zoveel als mogelijk te minimaliseren en vanuit het oogpunt van de verkeersveiligheid tijdens het meten, heeft een hogere meetsnelheid voor het meten van de stroefheid op het rijkswegennet de voorkeur. Door continue technologische ontwikkelingen is verhoging van de meetsnelheid inmiddels mogelijk geworden. Voor de standaard monitoring en voor onderzoek wordt reeds een aantal jaren een meetsnelheid gebruikt van 70 km/u. Deze metingen worden echter gehanteerd als een voorselectiemethode om die wegvakken te selecteren die nabij de norm zitten. Door het ontbreken totnogtoe van een geaccepteerde normwaarde behorende bij een meetsnelheid van 70 km/u, worden op die betreffende vakken hermetingen uitgevoerd met een meetsnelheid van 50 km/u, de zogenaamde normmeting , 70 of 80 km/u? Een inventarisatie in de ons omringende landen leert dat heden ten dage veelal 60 km/u (onder andere België, Denemarken, Oostenrijk) of zelfs 80 km/u (onder andere Engeland en Duitsland) wordt gebruikt. Uiteraard op die weggedeeltes waar die snelheid vanuit verkeerstechnisch oogpunt acceptabel is, anders wordt een lagere snelheid gebruikt. Omdat op druk bereden delen van ons wegennet het vanwege vrachtwagens die ca 75 km/u rijden, niet goed mogelijk is om met een constante snelheid van 80 km/u te rijden, is het uitgevoerde onderzoek gericht op een uitbreiding van de meetmethodiek met een meetsnelheid van 70 km/u. Op een beperkt deel, ca 8 %, van ons hoofdwegennet is een meetsnelheid van 70 km/u vanuit verkeerstechnisch oogpunt een te hoge snelheid. Op die weggedeeltes zal derhalve een lagere snelheid van 50 km/u worden aangehouden. Dit betekent dat bij de normstelling steeds rekening gehouden moet worden met twee verschillende meetsnelheden. 14

15 3.3 Uitgevoerd onderzoek naar relatie tussen stroefheid bij 50 km/u en 70 km/u Algemeen bekend is dat de natte stroefheid afhankelijk is van de rijsnelheid, naarmate deze toeneemt wordt de gemeten stroefheid lager. Het effect van de meetsnelheid op de stroefheid blijkt enigszins afhankelijk te zijn van de macrotextuur van de deklaag, naarmate deze grover is, wat het geval is bij open deklagen zoals onder andere ZOAB, is het effect van de meetsnelheid minder. Een recente studie van de COST 354 Performance Indicators for Road Pavements waarbij een uitgebreid onderzoek is gedaan naar de ervaringen in Europa, komt voor dichte deklagen op een gemiddelde afname van 0,046 voor een 20 km/u hogere meetsnelheid [5]. Voor open wegdekken zijn minder gegevens te vinden. De vraag is nu welke snelheidsomrekening gebruikt moet worden voor de in ons land toegepaste open en dichte deklagen. Om dit te onderzoeken is zomer 2007 een speciaal meetprogramma uitgevoerd op 7 verschillende open wegvakken (ZOAB) en op 10 verschillende dichte wegvakken (DAB). Per wegvak zijn 1 tot 6 hectometervakken gemeten, in totaal zijn 41 hectometervakken gemeten. De stroefheidmetingen zijn 5 keer herhaald binnen een tijdsinterval van ca 1 uur, waarbij de 1 e serie als schoonmaakronde is beschouwd en de meetgegevens hiervan zijn niet in de analyses betrokken. In de series 2 t/m 5 is afwisselend met 50 en 70 km/u gemeten. Opgemerkt wordt dat bewust vakken zijn geselecteerd die een stroefheidwaarde hebben nabij de normwaarde. De meetdata zijn in blauw weergegeven in onderstaande Figuren 2 en 3. De gevonden meetdata zijn aangevuld met nog een aantal andere metingen welke in de afgelopen jaren zijn ingewonnen, namelijk: o Voor ZOAB: 50 km/u en 70 km/u metingen (groen) in 2006 in duplo uitgevoerd op een vaklengte van 6 km op RW 13) en 50 km/u en 70 km/u (geel) metingen in 2003 in triplo uitgevoerd op een vaklengte van 5 hectometer op RW 7 (kalibratievak), o Voor DAB: 50 km/u en 70 km/u (geel) metingen in 2003 in triplo uitgevoerd op een vaklengte van 5 hectometer op RW 7 (kalibratievak). Op de meetdata is een statistische analyse uitgevoerd [5] en zijn de volgende regressielijnen (rood) bepaald: o Voor ZOAB: STR 70 = 42/45 * STR 50 (= 0,933 * STR 50) o Voor DAB: STR 70 = 39/44 * STR 50 (= 0,886 * STR 50) Opgemerkt wordt dat de analyse is uitgevoerd op de kale meetwaarden. De aan het eind van hoofdstuk 2.3 genoemde band correctiefactor is dus niet toegepast. 15

16 stroefheid 70 km/u diverse wegvakken ZOAB RW 13 ZOAB kalibratievak RW 7 STR 70 = 42/45 * STR stroefheid 50 km/u Figuur 2 Vergelijking tussen de stroefheid bij een meetsnelheid van 70 km/u met een meetsnelheid van 50 km/u bij ZOAB deklagen (stroefheid eenheid in 0,001) stroefheid 70 km/u diverse wegvakken DAB kalibratievak RW 7 STR 70 = 39/44 * STR stroefheid 50km/u Figuur 3 Vergelijking tussen de stroefheid bij een meetsnelheid van 70 km/u met een meetsnelheid van 50 km/u bij DAB deklagen (stroefheid eenheid in 0,001) 16

17 3.4 Overeenkomstige normwaarde bij 70 km/u voor diverse deklaagtypen Uit de figuren 2 en 3 kan geconcludeerd worden dat er een goede correlatie is tussen meetwaarden met 50 km/u en 70 km/u. Met behulp van de gevonden regressielijnen kan bepaald worden wat voor de huidige normwaarde van 0,38 bij 50 km/u de overeenkomstige meetwaarden zijn bij meetsnelheid van 70 km/u. De resultaten zijn vermeld in onderstaande Tabel 1. Tabel 1 Overeenkomstige waarden voor stroefheid bij 70 km/u en 50 km/u 70 km/u kale meetwaarde 1 50 km/u kale meetwaarde 1 50 km/u normmeting 2 open deklagen 0,42 (0,423) 0,45 0,38 dichte deklagen 0,39 (0,387) 0,44 0,38 1) kale meetwaarde PIARC 1998 band 2) normmeting: inclusief conversie naar oorspronkelijke PIARC 1975 band Het blijkt dat rond de normwaarde (voor de kale meetwaarden) de stroefheid bij 70 km/u bij open deklagen gemiddeld 0,03 lager ligt dan bij 50 km/u. Voor dichte deklagen ligt de stroefheid gemiddeld 0,05 lager. Opgemerkt wordt dat deze waarden goed overeenkomen met de verwachtingen vanuit buitenlandse literatuur. Aan dunne geluidsreducerende deklagen is in de afgelopen jaren veel onderzoek uitgevoerd door het innovatieprogrammageluid (IPG). Dit deklaag type wordt nu op beperkte schaal op rijkswegen toegepast en de vraag is in welke categorie dit valt: in open of dicht. Binnen het kader van het IPG is daar onderzoek naar uitgevoerd en is gevonden dat de snelheidsafhankelijkheid van de stroefheid sterk overeen komt met die van ZOAB. Daarmee valt dit deklaagtype voor de stroefheidnormering in de categorie open. Alhoewel wegdekken van cementbeton niet specifiek zijn onderzocht, mag vanuit ervaringen uit het buitenland gesteld worden dat dit deklaag type, zoals in Nederland op het hoofdwegennet nog zeer beperkt voorkomt, in de categorie dicht valt. De twee verschillende niveau s voor stroefheid bij 70 km/u roept wel de vraag op hoe nieuwe mengsels worden geclassificeerd. Voorstel is om, in eerste instantie dit te doen op basis van textuur en holle ruimte in combinatie met een beoordeling van de snelheidsafhankelijkheid van de stroefheid door het uitvoeren stroefheidmetingen. 17

18 3.5 Is differentiatie van de normstelling naar deklaagtype noodzakelijk Doordat open deklagen minder afhankelijk zijn van de meetsnelheid dan dichte deklagen, zullen uitgaande van gelijke waarden 5 bij 50 km/u, de bij 70 km/u overeenkomstige (kale) waarden enigszins van elkaar verschillen (0,42 bij open deklagen ten opzichte van 0,39 bij dichte deklagen). Door nu twee verschillende getallen te gaan hanteren, afhankelijk van het deklaagtype, wordt de normstelling complexer. Dit brengt een zeker risico met zich mee van misinterpretatie van meetgegevens. Ook wordt er dan vanuit beheertechnisch oogpunt randvoorwaarden gesteld aan het registreren wat waar ligt en om dit op een goede wijze in de jaarlijkse monitoring meenemen (kerngis, matbase, winfrabase). De vraag kan daarom gesteld worden of differentiatie naar deklaagtype wel noodzakelijk is? In principe staan twee wegen open, ofwel de normstelling voor open deklagen verlagen tot het niveau van dichte deklagen, ofwel het niveau van de normstelling van dichte deklagen verhogen naar het niveau van open deklagen. Uiteraard zijn tussen varianten ook mogelijk. Verlagen van de normwaarde van open deklagen, brengt in principe een verhoging van het ongevallen risico met zich mee en is daarom ongewenst. Bovendien zijn open wegdekken het wegdektype met verreweg het grootste areaal. Het ligt daarom meer voor de hand om dit wegdektype als referentie basis te kiezen. Verhoging van de normwaarde van dichte deklagen zou betekenen dat wegvakken eerder in onderhoud komen dan noodzakelijk is. Om dit te kwantificeren is het effect bepaald op het jaarlijks te plannen onderhoud. Aan de hand van de meerjarenplanning gegevens van de afgelopen 3 jaar [6] is bepaald hoeveel het onderhoud (achterstallig en planjaar 1 onderhoud) dan toe zou nemen. Gevonden is dat voor een te lage stroefheid het aantal onderhoudsvakken per jaar, uitgaande van het huidige areaal voor dichte deklagen, zal toenemen van gemiddeld ca 210 hectometervakken (0,7 % van betreffende areaal) tot ca 450 hectometervakken. (ca 1,6 % van betreffende areaal). De jaarlijkse extra onderhoudskosten hiervoor zijn afhankelijk van de te nemen maatregelen. Uitgaande van maatregelen variërend van opruwen van betreffende strook tot baanbreed vervangen door ZOAB, wordt een bedrag berekend tussen de 2 tot 4 miljoen euro extra onderhoudskosten per jaar. Omdat de omvang van het areaal dichte deklagen afneemt, zullen op termijn de genoemde bedragen afnemen. 5 De huidige normwaarde van 0,38 bij 50 km/u is oorspronkelijk afgeleid voor dichte deklagen. Begin 90-er jaren is deze norm impliciet tevens geldig verklaard voor open deklagen. In hoeverre deze aanname correct is geweest wordt in hoofdstuk 4 behandeld. 18

19 Vanwege bovengenoemde financiële consequenties en de extra hinder voor het wegverkeer (meer onderhoud) wordt gelijk trekken van de normwaarden bij 70 km/u voor dichte en open deklagen ontraden en wordt voorgesteld een differentiatie van normstelling naar deklaagtype te accepteren. 3.6 Conclusies en aanbevelingen Op basis van het uitgevoerde onderzoek wordt voorgesteld om op het hoofdwegennet de standaard meetsnelheid voor stroefheidmetingen te verhogen tot 70 km/u. De hermetingen met 50 km/u op die weggedeeltes waar de stroefheid nabij de normwaarde is, kunnen dan komen te vervallen. 19

20 4. Resultaten onderzoek: Relatie veiligheid - stroefheid Inleiding In de nota mobiliteit heeft de verkeersveiligheid topprioriteit gekregen en zijn nationale doelstellingen geformuleerd voor reductie van het aantal verkeersslachtoffers in 2010 en De huidige normstelling is ruim 30 jaar geleden vastgesteld en dus redelijk gedateerd. Sindsdien zijn er op het gebied van zowel wegverkeer en wegenbouw vele ontwikkelingen geweest. Ontwikkelingen op het gebied van het wegverkeer Genoemd kunnen worden wijzigingen aan voertuigen (o.a. ABS) en wijzigingen aan banden (van diagonaal band naar radiaal band, toename van de breedte van de banden, andere rubber compounds, en wijziging van verkeersbeeld en rijgedrag, etc. Onbekend is of en hoe dit eventueel effect heeft op het acceptabele minimum niveau van stroefheid van rijkswegen. Ontwikkelingen op het gebied van de wegenbouw Genoemd kan worden de vervanging vanaf 90-er jaren van de traditionele wegdekken van dichtasfaltbeton (DAB) door open wegdekken (ZOAB beleid). Bij de zorgvuldige introductie van ZOAB is uitgebreid onderzoek gedaan naar de stroefheidniveaus en stroefheidontwikkeling van ZOAB. In eerste instantie is er vanuit gegaan dat het acceptabele minimum niveau van de stroefheid voor ZOAB niet significant afwijkt van dat van DAB, waarop de normstelling was gebaseerd. Na ruim 15 jaar toepassing van ZOAB kan dit middels (praktijk) onderzoek beter onderbouwd worden en kan getoetst worden of een zelfde norm voor ZOAB en DAB valide is. Omdat op voorhand niet kan worden ingeschat of deze ontwikkelingen per saldo effect hebben op de relatie tussen ongevallen kans en stroefheid is besloten om de normstelling opnieuw te gaan toetsen aan de hand van ongevallen analyses. 4.2 Opzet van het onderzoek Om de normstelling voor de natte stroefheid te herijken is een onderzoek uitgevoerd naar de relatie tussen het ongevallenrisico op een nat wegdek en de natte stroefheid op een min of meer identieke wijze als indertijd in de 60er en 70er jaren is gedaan. Uitgangspunt is de database met de stroefheidmetingen die zijn uitgevoerd ten behoeve van de onderhoudsplanningen in de jaren

21 t/m De betreffende stroefheidmetingen zijn uitgevoerd met een snelheid van 70 km/h. Elk record in de database slaat op een hectometervak met een stroefheidmeting in een bepaald jaar. De voormalige Adviesdienst Verkeer en Vervoer van Rijkswaterstaat (AVV) heeft deze database gekoppeld aan de database met ongevalgegevens. Aan elk record is het aantal ongevallen toegevoegd dat in dat jaar voorkwam op dat hectometervak, waarbij het aantal ongevallen is opgesplitst naar verschillende omstandigheden. In de analyse zijn alleen de ongevallen op een nat wegdek betrokken. Via statistische modellen is de relatie gelegd tussen stroefheid en ongevalfrequenties. In de analyse is een onderscheid gemaakt naar: o Autosnelweg en autoweg o hoofdrijbaan en weefvak en/of verbindingsweg o open deklaagtype ZOAB en dicht deklaagtype DAB o maximum snelheid km/u, km/u en 120 km/u Voor een uitvoerige beschrijving van het uitgevoerde onderzoek wordt verwezen naar [7]. 4.3 Resultaten In onderstaande Figuren 4, voor wegen met een open deklaag en 5, voor wegen met een dichte deklaag, zijn de statistisch berekende relaties weergegeven tussen de stroefheid gemeten bij 70 km/u (kale meetwaarden PIARC band en 1998) en het ongevallenrisico. Op de verticale as van de grafieken staat het ongevallen risico voor een hectometervak. Dit is gedefinieerd als het aantal ongevallen per 1 miljoen voertuigkilometers per jaar. In de figuren zijn zowel lijnen gegeven voor de hoofdrijbaan (HR) van auto snelwegen (blauw), lijnen voor weefvak en verbindingsweg van autosnelwegen (rood), als wel lijnen geldend voor autowegen (geel). Uit de grafieken kan worden afgeleid bij welke stroefheidwaarde, langs de horizontale as van rechts naar links bekeken, het ongevallenrisico (sterk) stijgt; dit is een indicatie voor de grenswaarde voor de werkelijke stroefheid. Uit de Figuren kunnen de volgende conclusies worden getrokken: o voor de hoofdrijbaan (HR) van autosnelwegen (blauwe lijnen) blijkt dat voor open deklagen voor stroefheden van 0,41 en hoger en voor dichte deklagen voor stroefheden van 0,38 en hoger, het ongevallenrisico op redelijk constant niveau van ongeveer ,13 ligt. Bij lagere stroefheidwaarden neemt het ongevallenrisico toe, met name bij de open deklagen. o voor de groep van weefvakken en/of verbindingsvakken (rode lijnen) blijkt het beeld minder eenduidig te zijn. Globaal geldt 6 Bandcorrecties voor PIARC 1994 en PIARC 1998 zijn identiek 21

22 dat voor open deklagen voor stroefheden van 0,43 en hoger en voor dichte deklagen voor stroefheden van 0,39 en hoger, het ongevallenrisico fluctueert tussen de 0,10 en 0,25. Voor lagere stroefheidwaarden neemt het omgevallen risico toe. Echter met uitzondering van een stroefheid van 0,41 bij open deklagen. Dit laat zien dat de relatie ongevallenrisico stroefheid 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 ZOAB autosnelweg HR autosnelweg weefvak/vw autoweg HR grens 0,0 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 ongevallenrisico 0,60 stroefheid bij 70 km/h Figuur 4. Relatie tussen stroefheid en ongevallenrisico voor wegen met een open deklaag, uitgesplitst naar wegcategorie/strook DAB ongevallenrisico 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 autosnelweg HR autosnelweg weefvak/vw autoweg HR grens stroefheid bij 70 km/h Figuur 5. Relatie tussen stroefheid en ongevallenrisico voor wegen met een dichte deklaag, uitgesplitst naar wegcategorie/strook 22

23 voor weefvakken en/of verbindingswegen minder eenduidig is dan voor de hoofdrijbanen van autosnelwegen. De oorzaak ligt in het feit dat naarmate de stroefheid lager is in de statistische analyse sprake is van een relatief laag aantal hectometervakken. De betrouwbaarheid van het berekende gemiddelde ongevallenrisico is daardoor lager. o voor autowegen (gele lijnen) blijkt dat zowel voor open als dichte deklagen de stroefheidwaarde, waar beneden het ongevallen risico toeneemt, iets lager (0,02 0,03) ligt dan bij autosnelwegen. Wel ligt bij hogere stroefheden bij autowegen het gemiddelde ongevallenrisico iets hoger dan op autosnelwegen. o voor alle drie de categorieën wegen/stroken, neemt bij lage stroefheidwaarden het ongevallenrisico weer af. Mogelijk is dit te verklaren uit het feit dat bij vakken met een lage stroefheid veiligheidsmaatregelen worden genomen in de vorm van waarschuwingsborden en/of plaatselijke verlaging van de maximumsnelheid. Of door eventuele bijkomende zichtbare degradatie van het wegdek die de weggebruiker aanzet tot voorzichtigheid Op basis van deze conclusies kan worden gesteld dat de hierboven genoemde waarden voor de stroefheid voor de diverse categorieën wegen/stroken en deklaagtypen een soort omslagpunt (markeringspunt) vormen voor de veiligheid. Uitdrukkelijk moet gezegd worden dat niet gesteld kan worden dat beneden deze waarden de kans op een ongeval ineens vele malen hoger is. Het betreft een glijdende schaal!. Dit wordt ook bevestigd vanuit recent in Engeland door TRL in opdracht van de Highways Agency uitgevoerd onderzoek [8]. Tenslotte is nog nader onderzocht of er een effect van de maximumsnelheid kan worden vastgesteld. Daarvoor zijn voor de hoofdrijbaan van autosnelwegen grafieken van de verschillende combinaties van wegcategorie, deklaagtype en maximumsnelheid gemaakt, zie [7]. Daaruit blijkt dat voor autosnelwegen voor zowel dichte als open deklagen geldt dat naarmate de snelheid lager is, er steeds minder een soort omslagpunt is te onderkennen. Voor autowegen leidt de opsplitsing naar maximumsnelheid tot een te klein aantal vakken per categorie. Daarom zijn hiervoor geen grafieken gemaakt. 23

24 4.4 Vergelijking met de huidige norm en conclusies In de Figuren 4 en 5 zijn ook de huidige normwaarden aangegeven behorende bij een stroefheid van 0,38 bij 50 km/u. Deze grenswaarden zijn geschat vanuit een omrekening van 50 km/u naar 70 km/u, zie hiervoor hoofdstuk 3.3. De gestippelde lijnen geven een 95% interval aan van deze schatting 7. Vergelijken we de huidige normwaarde (zwarte lijn) voor de stroefheid met de in hoofdstuk 4.3 genoemd omslagpunten, dan kan het volgende worden gesteld: o voor de hoofdrijbaan (blauwe lijnen) en weefvak en/of verbindingsweg (rode lijnen) van autosnelwegen met zowel open deklagen of dichte deklagen, komt de huidige norm goed overeen met de omslagpunten. Dit betekent dat de effecten van de verschillende ontwikkelingen op het gebied van wegverkeer en wegenbouw, zoals genoemd in hoofdstuk 4.1, of wel verwaarloosbaar zijn of dat ze elkaar compenseren. o Voor autowegen met zowel open deklagen of dichte deklagen, ligt de huidige norm ca 0,02 tot 0,03 hoger dan de omslagpunten. Omdat het gemiddelde ongevallen risico op autowegen echter hoger ligt dan op autosnelwegen, wordt voorgesteld om voor autowegen toch dezelfde normwaarden te kiezen als voor autosnelwegen en daarvoor dus niet naar wegtype te differentiëren. Concluderend kan worden gesteld dat de resultaten geen aanleiding geven voor een eventuele differentiatie voor de normwaarde van de stroefheid naar hoofdrijbaan of weefvak en/of verbindingsweg of maximumsnelheid. De eindconclusie is dat de huidige geëiste minimale stroefheid van 0,38 8 (harde norm) qua stroefheidniveau niet hoeft te worden gewijzigd! 7 let op: dit betreft de ongecorrigeerde waarden 8 bij een meetsnelheid van 50 km/u en PIARC 1975 als referentieband zoals tot nu toe gebruikelijk is 24

25 5. Conclusies en aanbevelingen Normstelling natte stroefheid van rijkswegen herijking stroefheidniveau en uitbreiding Meetmethode In hoofdstuk 3 is geconstateerd dat er een goede correlatie is tussen de gemeten stroefheid bij 50 km/u en 70 km/u. Dit betekent dat er nu geen belemmering meer is om ook bij 70 km/u normmetingen te gaan uitvoeren. Daarom wordt voorgesteld om voor rijkswegen, om redenen van veiligheid en hinder beperking van het wegverkeer, standaard stroefheidmetingen met 70 km/u te gaan hanteren. Voor die wegen waar deze snelheid vanuit verkeerstechnisch oogpunt te hoog is, blijft de meetsnelheid 50 km/u. Omdat de metingen, die gebruikt zijn voor de herijking van de normwaarde, grotendeels zijn uitgevoerd met de huidige gebruikte banden van de serie 1998, is er geen reden meer de band correctie naar de oorspronkelijke PIARC 1975 meetband te blijven toepassen. Voorgesteld wordt daarom om de meetband van de PIARC 1998 serie als de referentieband te gaan beschouwen. Als gevolg daarvan wijzigt de huidige norm van 0,38 voor 50 km/u getalsmatig, het werkelijke stroefheidniveau daarbij wijzigt niet. 5.2 Normstelling In hoofdstuk 4 is geconcludeerd dat de huidige normstelling qua werkelijk stroefheidniveau geen bijstelling behoeft. Differentiatie naar hoofdrijbaan of weefvak en/of verbindingsweg of maximumsnelheid is ook niet nodig. Het kiezen van een nieuwe referentie band voor de normwaarde van de stroefheid, de PIARC 1998 meetband serie, betekent dat bij 50 km/u de normwaarde getalsmatig verandert. De nieuwe normwaarden worden: standaard 70 km/u PIARC km/u PIARC km/u PIARC 1975 (oud) open deklagen 1 0,42 0,45 0,38 dichte deklagen 2 0,39 0,44 0,38 1 open deklagen zijn: ZOAB, ZOAB+, 2 laags ZOAB, dunne geluidsreducerende deklaag 2 dichte deklagen zijn: DAB, SMA, cementbeton, combinatiedeklaag Om het risico van misinterpretatie zoveel mogelijk te voorkomen, wordt aanbevolen om bij de presentatie van meetgegevens, behalve de 25

26 meetwaarde ook het verschil van de meetwaarde met de norm te vermelden, de referentieband en de meetsnelheid. Voorbeeld 1: bij een open deklaag wordt bij 70 km/u bijvoorbeeld gemeten 0,45. Het verschil met de norm is nu 0,03 (=0,45-0,42). De interpretatie is dat de stroefheid 0,03 hoger ligt dan de normwaarde en dat er dus nog enige restlevensduur is. Dit wordt gepresenteerd als: stroefheid = 0,45 (+0,03; PIARC1998;70 km/u). Voorbeeld 2: bij een dichte deklaag wordt bij 70 km/u bijvoorbeeld gemeten 0,38. Het verschil met de norm is nu -0,01 (=0,38-0,39). De interpretatie is dat de stroefheid 0,01 lager ligt dan de normwaarde en dat er dus sprake is van achterstallig onderhoud en direct maatregelen moeten worden genomen. Dit wordt gepresenteerd als: stroefheid = 0,38 (-0,01; PIARC1998;70 km/u). Voor die wegvakken waarbij een norm overschrijding wordt geconstateerd, dienen binnen 24 uur veiligheidsmaatregelen genomen te worden en dient zo spoedig mogelijk daarna het gebrek duurzaam hersteld te worden. De vigerende veiligheidsmaatregelen zijn: o Als de stroefheid 0,01 of 0,02 lager is dan de betreffende normwaarde (verschil met de norm 0,01 of 0,02), dient de weggebruiker gewaarschuwd te worden door het bord slipgevaar (J20). o Als de stroefheid 0,03 of meer lager is dan de betreffende normwaarde (verschil met de norm 0,03 of lager), dient de snelheidslimiet verlaagd te worden tot 90 km/u en de weggebruiker gewaarschuwd te worden door het bord slipgevaar (J20). o In scherpe bochten, zoals voorkomen in een aantal verbindingswegen en op- en afritten dient, ongeacht hoever de stroefheid onder de normwaarde zit, de snelheidslimiet verlaagd te worden 70 km/u en de weggebruiker gewaarschuwd te worden door het bord slipgevaar (J20). 26

27 6. Literatuur [1] CEN Technical Specification Procedure for determining the skid resistance of a pavement surface by measurement of the longitudinal friction coefficient LFCD, The Dutch DWW skid resistance trailer, 2007 [2] Verkeersongevallen en wegdekstroefheden. Een onderzoek naar de statistische relatie tussen de stroefheid van het wegdek en de relatieve onveiligheid. Stichting Wetenschappelijk Onderzoek Verkeersveiligheid, februari 1973, Voorburg [3] Richtlijnen voor het onderhoud van Rijkswegen, ministerie van Verkeer en Waterstaat, 's Gravenhage (Su), 1983,-ministeriele nota; stuknummer B). [4] COST 354, Draft report Performance Indicators for Road Pavements November 2006 [5] Stroefheidsmetingen: relatie tussen kale meetwaarden bij 50 en 70 km/u. Interne notitie Jan Telman, TNO Industrie en Techniek, 12 november [6] Effect verschuiving normwaarde stroefheid op DAB op aantal hm in onderhoud. Interne notitie Jan Telman, TNO Industrie en Techniek, 21 april 2008 [7]Relatie veiligheid stroefheid, ongevallengegevens van , intern DVS rapport,jan Telman, Erik Vos, augustus 2008 [8] Linking Road traffic Accidents With Skid Resistance Recent UK Developments, Viner, H.E., Sinhal, R. Parry, A.R. Paper presented International Conference on Surface Friction, May 2005 Christchurch, New Sealand, 27