Relatie (zwaar) vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten

Transcriptie

1 Relatie (zwaar) vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten Henri Palm DAT.Mobility Marc van den Elzen Goudappel Coffeng Martin Kraan Rijkswaterstaat Samenvatting In dit paper wordt de relatie tussen vrachtverkeer en de gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten voor het hoofdwegennet gelegd. Data over het gebruik van het hoofdwegennet door het (vracht)verkeer zijn gerelateerd aan de data over beheer- en onderhoudskosten. Deze relaties zijn ondergebracht in een rekeninstrument om diverse verkennende what-if scenario s uit te kunnen voeren. Steekwoorden vrachtverkeer, beheer- en onderhoud, assetmanagement Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

2 1. Nieuwe vragen - nieuwe instrumenten 1.1 Behoefte Beslissingen over de infrastructuur en het gebruik ervan door (zwaar) vrachtverkeer worden vanwege de complexiteit onvoldoende beschouwd vanuit de hoogte en de ontwikkeling van de kosten voor beheer en onderhoud. Het is algemeen bekend dat vrachtverkeer een grote invloed heeft op het onderhoudsregime van wegverhardingen en dat te zwaar beladen voertuigen jaarlijks zorgen voor extra schade aan wegen en kunstwerken. In figuur 1 is gevisualiseerd dat met name het vrachtverkeer en daarbinnen vooral het niet-reguliere vrachtverkeer schade aan de weg toebrengt. Figuur 1: verhouding gebruik en schade (bron: Rijkswaterstaat) Het is van belang om verantwoord zicht te krijgen op de relatie (zwaar) vrachtverkeer en de beheer- en onderhoudskosten om: gericht en goed onderbouwde beleidskeuzes te kunnen maken (bijvoorbeeld rondom routering en vervoersystemen); gefundeerdere gesprekken aan te gaan over kosten die gerelateerd zijn aan het gebruik; meerjarige (betere) voorspellingen te maken en daardoor meer in control te zijn ten aanzien van de verwachte prestaties, risico s en kosten. Dit inzicht kan als startpunt dienen voor aanlegstudies en vraagstukken rondom onderhoud, en handhaving, waarbij de richting van de verandering belangrijker is dan exacte waarde. Omdat veel schade te relateren is aan aslasten liggen hier tevens concrete kansen om maatregelen te nemen om schade te beperken. 1.2 Gekozen aanpak Rijkswaterstaat (RWS) en het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (Min. I&W) hebben samen met Goudappel Coffeng en DAT.Mobility gewerkt om het inzicht in enerzijds de samenstelling en omvang van het vrachtverkeer en anderzijds de beheer- en onderhoudskosten voor het hoofdwegennet te vergroten. De aanpak is gebaseerd op een praktische insteek met behulp van uitgebreide data-analyses zonder persé de wegbouwkundige verklaring te determineren; hierbij is naast de exacte ook de gerelateerde richtingsinvloed van een verandering belangrijker. De resultaten zijn verwerkt in een rekeninstrument met de naam Zwaarteblik. Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

3 1.3 Leeswijzer In hoofdstuk 2 staat welke informatie is verzameld en hoe de relatie tussen de omvang en samenstelling van het verkeer en de beheer- en onderhoudkosten is gelegd. In hoofdstuk 3 staat een drietal voorbeelden met de rekentool die is ontwikkeld. Conclusies staan in hoofdstuk De informatie bij elkaar gebracht De aanpak is erop gericht om de volgende gegevens over het (gebruik van) het hoofdwegennet bij elkaar te brengen: intensiteiten en aslastenspectrum; wegkenmerken; beheer- en onderhoudskosten. Via literatuur en sessies met experts van RWS en RDW is de relatie tussen enerzijds het gebruik van het HWN en anderzijds de beheer- en onderhoudskosten aan elkaar te relateren. In figuur 2 is het raamwerk geschematiseerd. Figuur 2: raamwerk De volgende paragrafen gaan nader in op de gebruikte informatiebronnen en welke relaties zijn toegepast in. 2.1 De gebruikte databronnen Gebruik vrachtverkeer Met INWEVA (Intensiteiten op WEgVAkken) heeft RWS een actuele bron in huis waarin voor het hoofdwegennet (HWN) per wegvak de jaargemiddelde intensiteiten zijn opgenomen, onderscheiden naar personenauto, middelzwaar vrachtverkeer en zwaar vrachtverkeer. De INWEVA gegevens worden jaarlijks bijgewerkt voor de Nederlandse Rijkswegen inclusief toe- en afritten, parallelbanen en verbindingswegen. Tevens bevat de database informatie over wegvaklengtes. De data uit deze bron zijn gebruikt om de voertuigkilometrages en de voertuigtypeverdeling (personenauto, licht en zwaar vrachtverkeer) op het Rijkswegennet te bepalen; dit voor het jaar Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

4 Gewichtsbelasting vrachtverkeer (Over)belading is een belangrijke schadeveroorzaker. Informatie over (over)beladingsgraden komen uit het landelijk meetsysteem Weigh-in-Motion (WiM). Deze bron is met meetdata van 2014 door ILT en RDW geanalyseerd en verrijkt met technische voertuigdata en ontheffingsgegevens. Deze gegevens zijn voor dit project beschikbaar gesteld. Wegkenmerken De WEGGEG-database (open data van RWS) bestaat uit administratieve gegevens en visueel geïnventariseerde gegevens van rijkswegen. De volgende WEGGEG-karakteristieken zijn voor dit onderzoek relevant: doelgroepstroken, inhaalverboden vrachtwagens, kunstwerken in de weg (brug, onderdoorgang, tunnel en viaduct) en soort verharding (zeer open asfalt beton (ZOAB), dicht asfaltbeton (DAB) en cementbeton (CB)). Met deze bron hebben we dus de infrastructuur-karakteristieken in beeld. Tevens zijn er koppelingen gemaakt tussen de gegevens vanuit WEGGEG en INWEVA om de voertuigkilometers per verhardingslaag en het aantal passages over kunstwerken te bepalen. Omdat de relatie voor stalen bruggen anders is dan voor betonnen bruggen, is aanvullend aan WEGGEG een lijst met de stalen bruggen van RWS toegevoegd. Beheer- en onderhoudskosten De beheer- en onderhoudskosten zijn uit meerdere bronnen gehaald. Hiervoor was de categorisering van zowel het Referentiekader Beheer en Onderhoud (RBO) van het Min. I&W als het onderhoudsbeheerregime (OBR) van RWS leidend. Leidend voor de relatie tussen enerzijds het gebruik van de infrastructuur en anderzijds de beheer- en onderhoudskosten is niet het vast en variabel onderhoud; maar juist het onderscheid in gebruiksafhankelijke en gebruiksonafhankelijke kosten. Daarom zijn de beheer- en onderhoudskosten op basis van literatuur en de input van diverse experts, waaronder ook diverse wegbouwkundige, opgedeeld in gebruiksafhankelijke en gebruiksonafhankelijke kosten. Er is gevonden dat ruim 30 procent van de beheer- en onderhoudskosten gerelateerd zijn aan het gebruik van het wegverkeer. Driekwart van deze gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten betreft schade aan asfalt waarbij vervanging of versterking als herstelmaatregelen in aanmerking komen. De data-analyse is uitgevoerd voor het jaar 2015, omdat voor dat jaar de data voorhanden waren. De aanpak is zo gekozen dat wanneer voor een recenter jaar data beschikbaar zijn eenvoudig een actualisatie kan worden uitgevoerd. 2.2 De gebruikte relaties Op basis van literatuur en de input van experts is onderstaand relatieschema (figuur 3) opgesteld. In dit schema staan de relaties tussen het type beheer- en onderhoud en de schadebepalende factoren. Ook staat aangegeven welke kwantitatief verband (lineair, 4 e macht, etc) is verondersteld. Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

5 Figuur 3: de gevonden relaties Omdat het gaat om de relatie tussen het vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten zijn de gebruik-gerelateerde factoren voertuiggewicht, aslasten (zie figuur 3) geïmplementeerd. Hieronder lichten we de belangrijkste toe. Voor klimaat, weer en aanlegkwaliteit is vooralsnog één gezamenlijke generieke factor gehanteerd, om de mogelijkheid te hebben om op hoofdlijn met verschillen in de verdeling gebruiksafhankelijke en gebruiksonfhankelijk inzicht te geven. Relatie aslasten - verhardingen Zoals eerder aangegeven is het aslastenspectrum samengesteld op basis van informatie uit INWEVA en WiM. Hierbij is aangegeven wel aandeel het type voertuig in de totale voertuigkilometers op het HWN vormt en wat de gemiddelde equivalente aslast per voertuig is (gebaseerd op een equivalente aslast van 100 kn). Voertuitcategorie Verdeling o.b.v. voertuigkilometers Gemiddelde equivalente aslast per voertuig personenauto's 87,2% 0,00 vrachtauto's tot 20 ton 5,8% *0,26 vrachtauto's 20 tot 40 ton 1,0% 0,74 vrachtauto's 40 tot 50 ton 5,5% 3,00 vrachtauto's 50 tot 60 ton 0,1% 4,88 vrachtauto's boven 60 ton 0,4% 7,39 * eigen berekening omdat in WIM vanaf 12 ton is geanalyseerd Tabel 1: het gebruikte aslastenspectrum Met dit aslastenspectrum zijn de voertuigkilometers omgerekend naar kilometers equivalente aslasten (omvang voertuigkilometers aandeel voertuigtype gemiddelde equivalente aslast per voertuig) en is de totale omvang van de gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten voor verhardingen opgedeeld naar rato van de kilometers equivalente aslasten per voertuigcategorie. Vervolgens zijn de kosten toegewezen aan de voertuigcategorieën weer gedeeld door de voertuigkilometers binnen een voertuigcategorie. Dit heeft geresulteerd in een kostenkental per voertuigkilometer per voertuigtype voor verhardingen. Hoewel de personenauto s verreweg het grootste aandeel vormen, zorgen zij naar verhouding slechts voor een minimale bijdrage aan de degradatie van de verharding aangezien de equivalente aslasten nihil zijn. Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

6 Omdat de relatie voor stalen bruggen ook met aslasten is gelegd, is voor stalen bruggen deze methode ook toegepast waarbij gekeken is naar de verdeling van het aantal passages over stalen bruggen in het HWN. Relatie voertuiggewicht betonnen bruggen Uit INWEVA in combinatie met WEGGEG (zie onderdeel De informatie gecombineerd) is afgeleid hoeveel voertuigen per voertuigtype betonnen bruggen in het HWN passeerden. In tabel 2 staat het resultaat. Voertuitcategorie # passages 2015 betonnen bruggen (in mio) Gemiddeld voertuiggewicht personenauto's vrachtauto s licht (tot 20 ton) vrachtauto s zwaar (boven 20 ton) Tabel 2: belasting betonnen bruggen in HWN Met deze informatie zijn de gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten voor betonnen bruggen verdeeld naar totale gepasseerde gewicht per voertuigtype (aantal passages gemiddeld totaalgewicht voertuig). Dit resulteerde in een kostenkental per voertuigpassage per voertuigtype voor betonnen bruggen. Deze aanpak is ook gevolgd voor tunnels, viaducten in de weg en onderdoorgangen. Relatie overbelading verhardingen Een wijziging in het percentage overbelading in een voertuigtypecategorie leidt tot een aanpassing van de equivalente aslast in desbetreffende gewichtscategorie. De relatie tussen beide is als volgt bepaald. In de WiM-data is per gewichtscategorie voor alle gemeten voertuigen de aslast met stapjes opgehoogd. Per stap is per voertuig gecheckt of de aslast boven de 10 ton uitkwam. In dit geval is het voertuig als overbeladen beschouwd. Vervolgens is bij een stap het percentage overbelading en de gemiddelde equivalente aslast in desbetreffende gewichtscategorie opnieuw bepaald. Deze procedure is ook herhaald door aslast in stapjes te verlagen. 3. Rekenen aan de relatie Zwaarteblik is een rekeninstrument in Excel waarin de relaties tussen vrachtverkeer en de omvang van beheer- en onderhoudskosten zijn ondergebracht. Het rekeninstrument biedt daarmee de mogelijkheid effecten en gevoeligheidsanalyses uit te voeren. Voor de achterliggende berekeningen bestaat draagvlak bij experts. Ter illustratie volgt hierna een drietal voorbeelden. Voorbeeld 1: Meer verkeer In figuur 4 zijn de effecten op de (gebruiksafhankelijke) beheer- en onderhoudskosten in beeld gebracht als gevolg van 10% meer verkeer. Te zien is dat de gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten voor kunstwerken en verkeersvoorzieningen ook met 10% toenemen. Echter, de beheer- en onderhoudskosten voor verhardingen stijgen iets meer, namelijk 12%. De totale beheer- en onderhoudskosten stijgen met bijna 4% toe. Voorbeeld 2: Hoger aandeel vrachtverkeer In figuur 5 zijn de effecten op de (gebruiksafhankelijke) beheer- en onderhoudskosten in beeld gebracht als gevolg een groei in het aandeel vrachtverkeer met 50% (van 12,8% naar Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

7 19,2% aandeel). Omdat de totale omvang van het verkeer gelijk blijft, zien we geen toename in de kosten voor verkeersvoorzieningen. Daarentegen nemen de gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudkosten voor kunstwerken met 50% toe en voor verhardingen nog iets meer, nl. 53% toe. De totale beheer- en onderhoudskosten stijgen met 17%. Voorbeeld 3: minder zwaar vrachtverkeer In figuur 6 zijn de effecten op de (gebruiksafhankelijke) beheer- en onderhoudskosten in beeld gebracht om de effecten vast te stellen voor het geval er geen zware vrachtauto s boven de 50 ton worden toegestaan. Dit aandeel van 3,7% van het totale vrachtverkeer is toegekend aan de categorie 40 tot 50 ton. Te zien is dat gebruiksafhankelijke beheer- en onderhoudskosten voor verhardingen daalt met 6%. Voor kunstwerken wordt geen verandering berekend omdat het verkeer in de categorie boven 20 ton blijft vallen en (nog) geen nader onderscheid kent. De totale beheer- en onderhoudskosten dalen met bijna 2%. Figuur 4: voorbeeld 1 met 10% meer verkeer(met in rood de aanpassing) Figuur 5: voorbeeld 2 met verdubbeling vrachtverkeer Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen

8 Figuur 6: voorbeeld 3 met minder zwaar vrachtverkeer 4. Conclusies en aanbevelingen Reeds sinds de jaren 80 zijn wij in Nederland op zoek naar inzicht in de relatie (zwaar) vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten. Daar waar in het verleden sterk vanuit de wegbouwkundige verklaringen naar een relatie werd gezocht is nu veel meer de insteek gekomen de beschikbare data vanuit een input en output gedachte aan elkaar te koppelen. De wet van de grote getallen helpt hierbij natuurlijk; getallen die de laatste decennia door ontwikkeling van hoogwaardige meetmethoden en data-collectie zijn verzameld. Uiteindelijk zijn wij in samenwerking vanuit het publieke domein en private domein geslaagd een relatie te leggen waar we reeds lang naar op zoek waren. Maar meer nog het samenbrengen van datamanagement, assetmanagement en wegbouwkundige expertise; het samenbrengen van verschillende werelden, heeft in het bijzonder bijgedragen aan dit praktische en doelmatig hanteerbare model. Bij de uitgevoerde data-analyses liggen er risico s en onzekerheden ten aanzien van correlatie en significantie. Echter de combinatie van deze data-analyses met de gedragsmodellen voor schade-ontwikkelingen, eveneens omgeven met de nodige onzekerheden, lijkt een goed vertrekpunt te zijn om het verklarend vermogen te vergroten. Een levensduur beschouwing gebaseerd op de staat van het areaal en de daaraan gerelateerde verwachte onderhoudskosten moet hier onderdeel vanuit maken. De behoefte aan onderhoud is niet alleen afhankelijk van het daadwerkelijke verkeer, maar ook van verkeer dat al jarenlang is gepasseerd. Dit tijdsaspect is nu genegeerd. Voor dit onderzoek werden standaardkosten voor onderhoud gebruikt, die gebaseerd zijn op langetermijn inzichten. Voor de verkeersvolumes is informatie van één jaar gebruikt. Het gebruik van informatie over een langere periode zal een verbetering geven. Tenslotte, de tool is ingericht voor het hoofdwegennet, maar de aanpak lijkt ook toepasbaar voor een provinciaal wegennet mits daarvoor ook de data voorhanden zijn. Relatie vrachtverkeer en beheer- en onderhoudskosten CROW Infradagen