INVLOED VAN REKENINGRIJDEN OP DE TOESTAND VAN HET WEGENNET ir. MARGO BRIESSINCK Afdeling Wegenbouwkunde, Vlaamse overheid
De part l’introduction de routes payantes sur une partie du réseau routier, à savoir le réseau autoroutier, il est possible qu’une partie du trafic se déplace vers le réseau routier secondaire. Dans de nombreux cas, ces routes régionales et locales ne sont pas dimensionnées pour ce trafic causant ainsi des dommages prématurément à ces routes. Pour estimer l'effet sur l'état du réseau routier à court terme, une connaissance détaillée de ces routes est nécessaire: la construction, l'âge, les entretiens historiques, ... Cette information n'est généralement pas disponible ou n'est pas facilement accessible pour toutes les routes. Dans cette contribution, on propose une méthode pour calculer cette influence. Elle est appliquée à un certain nombre de scénarios pour le réseau routier flamand.
Bij het invoeren van rekeningrijden op een deel van het wegennet, i.c. het hoofdwegennet, is het mogelijk dat een deel van het verkeer zich verplaatst naar het onderliggend wegennet. In veel gevallen zijn deze gewestwegen en lokale wegen niet gedimensioneerd voor dit verkeer waardoor vroegtijdig schade kan optreden op deze wegen. Om te begroten wat het effect op de toestand van het wegennet op korte termijn is, is een gedetailleerde kennis nodig van deze wegen: opbouw, leeftijd, historische onderhoudsingrepen, ... Deze informatie is meestal niet beschikbaar of niet eenvoudig toegankelijk voor alle wegen. In deze bijdrage wordt een methode voorgesteld hoe deze invloed toch kan berekend worden. Ze wordt toegepast op een aantal scenario's voor het volledige Vlaams wegennet.
1
Inleiding
Het invoeren van rekeningrijden kan een invloed hebben op de toestand van het wegennet en de onderhoudsbehoeften. Als op een deel van het (autosnel)wegennet rekeningrijden van toepassing is, dan kan een ontwijkend gedrag ontstaan waardoor een deel van het (vracht)verkeer zich verplaatst van het autosnelwegennet naar het onderliggend wegennet. Dit wegennet werd echter niet gedimensioneerd voor deze belasting wat kan leiden tot versnelde schade en verhoogde investerings- en onderhoudskosten. Het omgekeerde geldt ook: op het autosnelwegennet neemt het vrachtverkeer af waardoor dit wegennet overgedimensioneerd is. Om te begroten wat op korte termijn die verhoogde onderhoudskosten zijn, is een gedetailleerde kennis nodig van het volledig wegennet: verticale wegopbouw, leeftijd, 1
historische onderhoudsingrepen, … Deze informatie is voor het overgrote deel van het wegennet niet beschikbaar. Desalniettemin is het mogelijk om, mits een aantal aannames, een schatting te maken van de nodige onderhoudskosten.
2
Aannames
Uit het verkeersmodel volgt een bepaalde verkeersbelasting voor alle wegen in functie van het deel van het wegennet waar rekeningrijden toegepast wordt en het tarief van de kilometerheffing. De verkeersbelasting wordt uitgedrukt door het aantal lichte vrachtwagens (massa van 3,5 tot 12 ton) en het aantal zware vrachtwagens (massa meer dan 12 ton) per dag. Voor de jaarlijkse toe- of afname van het verkeer wordt de aangroeifactor in functie van de wegcategorie van Tabel 1 verondersteld (ref. 1). wegcategorie
aangroei
hoofdwegen primaire wegen secundaire wegen lokale wegen Tabel 1: jaarlijkse aangroei van het verkeer i.f.v. de wegcategorie
2,0 % 1,5 % 1,0 % 0,5 %
Op basis van deze verkeersbelasting wordt de bouwklasse van elk wegvak berekend. Voor wegen van bouwklasse B2 t.em. B5 wordt een ontwerplevensduur van 30 jaar aangenomen, voor wegen vanaf bouwklasse B6 wordt een ontwerplevensduur van 20 jaar verondersteld. Om de onderhoudskosten te begroten wordt verder aangenomen dat: 1. het volledige wegennet correct gedimensioneerd werd voor het huidige verkeer en de vereiste bouwklasse 2. de leeftijd van het volledige wegennet homogeen gespreid is 3. de toestand van elk wegvak in overeenstemming is de verwachte toestand voor zijn leeftijd Een en ander betekent dat de gemiddelde leeftijd van het wegennet overeenkomt met het gemiddelde van de ontwerplevensduur. Bijvoorbeeld voor een wegvak met bouwklasse B4 wordt aangenomen dat de ontwerplevensduur 30 jaar is, dit betekent dat de gemiddelde leeftijd van alle wegvakken met bouwklasse B4 15 jaar is en dat de gemiddelde restlevensduur van die wegvakken ook 15 jaar is.
3
Restlevensduur
Met behulp van de aannames kunnen de onderhoudskosten berekend worden door de referentiebouwklasse van een wegvak (de situatie zonder kilometerheffing) te vergelijken met de bouwklasse van een wegvak als er wel een bepaalde kilometerheffing geheven wordt op een bepaald deel van het netwerk.
2
Er zijn twee mogelijkheden: 1. een wegvak krijgt minder of een gelijkaardige verkeersbelasting te verwerken, waardoor het wegvak in de nieuwe toestand in een lagere of dezelfde bouwklasse terechtkomt 2. een wegvak krijgt meer verkeersbelasting te verwerken, waardoor het wegvak in een hogere bouwklasse terechtkomt Geval 2 is de situatie waarbij het wegvak ondergedimensioneerd is en waarbij versnelde schade zal optreden. De versnelde schade is des te groter voor grotere verschillen in de bouwklasse. Dit uit zich in een kortere restlevensduur van dat wegvak. In Tabel 2 wordt een overzicht gegeven van de restlevensduur in functie van het verschil in bouwklasse. Dit resultaat is het gevolg van de manier waarop bouwklassen gedefinieerd zijn. Per stijging van de bouwklasse verdubbelt de verkeersbelasting en bijgevolg halveert de (rest)levensduur. referentiebouwklasse
ontwerplevensduur
gemiddelde restlevensduur BK + 1 BK + 2
BK ± 0
B2-B5 30 jaar 15 jaar 7,5 jaar B6-B10 20 jaar 10 jaar 5,0 jaar Tabel 2: restlevensduur voor gewijzigde bouwklasse
3,75 jaar 2,50 jaar
BK + 3 1,875 jaar 1,250 jaar
Uit deze tabel kan afgeleid worden dat de gemiddelde restlevensduur van een wegvak waarvoor de bouwklasse met drie bouwklassen stijgt minder is dan twee jaar. Dit betekent dat, indien geen ingrepen uitgevoerd worden, verwacht kan worden dat zo’n wegvak binnen de twee jaar zal bezwijken ten gevolge van de hogere verkeersbelasting. Om dit bezwijken te vermijden moeten op korte termijn deze wegvakken versterkt of heraangelegd worden.
4
Onderhoudsingrepen
Om het wegennet in een toestand te brengen zodat het kan weerstaan aan de gewijzigde verkeersbelasting wordt: •
•
een versterkende onderhoudsingreep uitgevoerd om de structuur tot op het niveau van de vereiste bouwklasse te brengen, als het verschil in bouwklasse met de referentiebouwklasse gelijk is aan 1 of 2 een reconstructie uitgevoerd voor de vereiste bouwklasse, als het verschil in bouwklasse met de referentiebouwklasse groter of gelijk is aan 3
De versterkende onderhoudsingreep bestaat uit het affrezen van twee lagen asfalt en het overlagen met een grotere dikte om de verhoogde verkeersbelasting te kunnen dragen. Merk op dat hierdoor verondersteld wordt dat alle wegen met een asfaltverharding zijn uitgevoerd. De af te frezen asfaltdikte is afhankelijk van de referentiebouwklasse:
3
• • •
B2-B3: 12 cm B4-B5: 10 cm B6-B10: 8 cm
Op dit afgefreesd oppervlak wordt een versterkende overlaging toegepast. De dikte van de overlaging is gebaseerd op de meest geschikte standaardstructuur voor de nieuwe bouwklasse (ref. 2) en wordt weergegeven in Tabel 3. overlagingsdikte referentiebouwklasse
BK + 1
BK + 2
B2 B3
13 cm 13 cm
15 cm 14 cm
B4 B5
11 cm 12 cm
13 cm 13 cm
11 cm 11 cm 11 cm 10 cm 10 cm
13 cm 13 cm 13 cm 13 cm 13 cm
B6 B7 B8 B9 B10 Tabel 3: overlagingsdikte per bouwklasse
Een voorbeeldje maakt een en ander duidelijker. Stel dat de referentiebouwklasse van een wegvak B7 is. Als kilometerheffing ingevoerd wordt en dat wegvak dan de verkeersbelasting overeenkomstig een bouwklasse B5 moet verwerken, dan stijgt de bouwklasse met +2. Er wordt een versterkende ingreep voorzien waarbij eerst 8 cm asfalt afgefreesd wordt en nadien een overlaging van 13 cm uitgevoerd wordt. Indien de bouwklasse zou stijgen tot B4 (BK +3), dan wordt de weg heraangelegd met een structuur van bouwklasse B4. Voor de reconstructie worden de volgende standaardstructuren gekozen: Bouwklasse
Bouwklasse
B1 25 cm 5 cm 25 cm 20 cm
doorgaand gewapend beton bitumineuze tussenlaag ABT schraalbetonfundering onderfundering
B2
B3
4 cm 17 cm 25 cm
4 cm 16 cm 25 cm
toplaag type SMA onderlagen type AVS met cement gestabiliseerde steenslagfundering
20 cm
20 cm
onderfundering
4
B4 4 cm
B5 4 cm
toplaag type SMA
15 cm 25 cm
13 cm 25 cm
onderlagen type APO met cement gestabiliseerde steenslagfundering
20 cm
20 cm
onderfundering
B6
B7
B8
B9
B10
4 cm
4 cm
4 cm
4 cm
4 cm
toplaag type AB-4
16 cm 35 cm
14 cm 30 cm
12 cm 25 cm
10 cm 25 cm
8 cm 20 cm
onderlagen type AB-3 steenslagfundering
20 cm
20 cm
20 cm
20 cm
20 cm
onderfundering
Bouwklasse
Bouwklasse
Voor elk van deze ingrepen – versterkend of reconstructie – kan de kost geraamd worden. Als de onderhoudskosten voor alle wegvakken gesommeerd worden, bekomt men een schatting van de verhoogde onderhoudskosten.
5
Voorbeeld
Veronderstel dat rekeningrijden ingevoerd wordt op het eurovignet-wegennetwerk met een kilometerheffing van 5, 10, 15 of 20 cent per km. Uit het verkeersmodel van het Vlaams Verkeerscentrum volgt voor elk scenario een gewijzigde verkeersspreiding ten opzichte van de referentietoestand zonder kilometerheffing. De onderhoudskosten zijn weergegeven in Tabel 4.
bouwklasse
kostprijs versterkende ingreep BK + 1 BK + 2
kostprijs reconstructie
B1 B2 B3 B4 B5 B6
21,80 €/m² 21,80 €/m² 18,90 €/m² 19,30 €/m² 17,70 €/m²
24,20 €/m² 23,00 €/m² 21,30 €/m² 21,30 €/m² 19,90 €/m²
67,00 €/m² 41,40 €/m² 40,20 €/m² 37,50 €/m² 35,30 €/m² 36,50 €/m²
B7 B8
17,00 €/m² 17,00 €/m²
19,90 €/m² 19,00 €/m²
33,00 €/m² 29,50 €/m²
B9 16,00 €/m² 19,00 €/m² B10 16,00 €/m² 19,00 €/m² Tabel 4: onderhoudskosten voor versterkende ingrepen of reconstructie
27,50 €/m² 24,00 €/m²
Merk op dat enkel rekening gehouden wordt met de materiaalkosten van de wegstructuur. Andere constructiekosten, zoals voor afschermende constructies of waterafvoer, of de
5
kosten voor signalisatie of minderhinder-maatregelen worden niet betrokken in deze berekening. In Tabel 5 wordt een overzicht gegeven van hoe de bouwklassen wijzigen in functie van de tarifering van de kilometheffing, uitgedrukt in aantal km weg. Uit deze tabel kan afgeleid worden dat indien een kilometerheffing van 10 cent geheven zou worden, dan op 4157 km wegen een ingreep zou moeten gebeuren. wijziging bouwklasse
5 cent
10 cent
15 cent
20 cent
<1 +1
33641 km 2510 km
32069 km 3861 km
30532 km 4874 km
29020 km 5663 km
260 km 36 km
677 km 143 km
1240 km 303 km
+2 67 km >2 8 km Tabel 5: evolutie bouwklasse
In Figuur 1 wordt de totale onderhoudskost weergegeven voor de verschillende scenario’s. 500
Totale onderhoudskost
400
300
200
100
0 5 cent
10 cent
15 cent
20 cent
Figuur 1: onderhoudskost in miljoen euro
6
Referenties
1.
Dienstorder MOW/AWV/2010/2 dd. 22-1-2010, Standaardstructuren voor wegen met asfalt- en cementbetonverhardingen, AWV Standaardstructuren voor asfaltverhardingen, ir. Margo Briessinck, XXIIe Belgisch Wegencongres, 2013, Liège
2.
6
