Minskad olycksrisk med ökat tvärfall i kurvorna

Ni som följer denna blogg vet att jag brinner för att bekämpa trafikfarligt feldoserade horisontalkurvor på vägarna.

Vissa undrar om detta med tvärfall i kurvor (skevning) verkligen är så betydande för olycksutfallet. Om du tillhör den skaran, rekommenderar jag att du läser min senaste artikel på Vecturas Expertblogg. Läs inte bara texten, utan ta också dig tid att titta på de i texten länkade videosekvenserna.

En huvudorsak till mitt engagemang mot feldoserade kurvor är alltså att de årligen släcker flera tiotals liv. Detta visas bl a genom att det sker 5 gånger fler dödliga singelolyckor i ytterkurvor än i innerkurvor. Till skillnad från innerkurvor är det mycket vanligt att ytterkurvor har för litet eller t o m felriktat tvärfall.

Ytterligare argument mot feldoserade kurvor är ökat däckslitage, drivemedelsförbrukning och CO2-utsläpp. Detta kan inses när man jämför de två nedanstående bilderna, tagna på en högfartsbana för accelererad provning av bilar och däck, belägen "någonstans i Europa". Den ena bilden visar hur däcket deformeras när fordonet körs på raksträcka med minimal slipvinkel ("slip angle", avdriftvinkel). Slipvinkel är ett mått på vinkeln mellan ett rullande hjuls färdriktning och den riktning som hjulet pekar i. Den andra bilden visar hur däcket deformeras vid körning i en kurva där fordonets fart, kurvradien och vägbanans tvärfall är dåligt avstämda, vilket resulterar i en stor slipvinkel. Lite slarvigt kan man väl säga att en stor slipvinkel innebär att däcket får kämpa mycket hårt för att få fordonet i kurs.

Däcket deformeras mycket lite vid liten slipvinkel (här på raksträcka med lågt tvärfall). Foto: Nokian Tyres
Däcket deformeras rejält vid stor slipvinkel (här i relativt låg fart genom kraftigt uppbankad tvär kurva). Foto: Nokian Tyres.

När däcket roterar, orsakar friktion mellan vägytan och däckets "fotavtryck" att avgränsade klackar i däckets kontaktyta står stilla i förhållande till vägen. När däcket glider en en liten aning i sidled, medför detta att kontaktytan deformeras. Enligt fotot ovan kan även däcksidan deformeras kraftigt vid körning med stor slipvinkel. En huvudmekanism bakom rullmotstånd, drivmedelsförbrukning och CO2-utsläpp är deformation i däck/vägbanekontakten.

Som jag nämnt tidigare är det alltså vanligt att ytterkurvor har för litet tvärfall (skevning). Däremot är det på gamla svaga (o-)byggda vägar ganska vanligt att innerkurvor har fått mycket stort tvärfall, efter att den klena vägkanten har deformerats av tunga fordon. Ett problem med allt för stort tvärfall är att förare som vid vinterhalka inte kör tillräckligt fort, kan tvingas vrida ratten åt fel håll. I synnerhet för osäkra förare är det inte intuitivt att i en högerkurva svänga vänster för att hålla fordonet kvar på vägen. I detta läge körs alltså fordonet med mycket stor slipvinkel.

Ett exempel på körning med stor slipvinkel är när vi på Vectura laserskannar högfartsbanor för fordonsindustrin med någon av våra mätbilar. Dessa tunga mätbilar får kämpa för att komma upp i farter över 160 km/tim. När vi i så pass låg fart mäter velodromliknande kurvor byggda för frihandsstyrning i 260 km/tim, då tvingas vi alltså styra rejält åt fel håll för att hänga kvar på "väggen". För att nå maximal precision upprepas dessa mätningar ett antal varv. I 160+ km/tim tar mätningen inte många minuter per körfält. Trots den korta körtiden, slits mätbilens framdäck oerhört. Slitaget sker dessutom mycket snett, nästan helt och hållet på däckens ena kant. Mätning på högfartsbana sker därför med nya framdäck, vilka efter avslutad mätning som regel måste kasseras och ersättas med nya däck.

Även om däckslitage och rullmotstånd självklart är mycket mindre faktorer i feldoserade kurvor på vanliga landsvägar än vad de är i en velodrom för högfartstester i 200+ km/tim, är inverkan av feldosering betydande för en flotta med över 5 miljoner fordon. Därmed talar även miljöaspekten för att feldoserade kurvor ska rättas till så snart som möjligt, dvs i samband med att vägen får underhållsbeläggning.

Hoppas att denna artikel lockar ytterligare några av er läsare att engagera er för att feldoserade kurvor ska byggas om till acceptabel geometri. Dagens vägförvaltning (inkl det sällsynta specialfallet nybyggnation av väg) ger regelmässigt för låga tvärfall i kurvor. I undantagsfall kan extremt stort tvärfall, så som i 200+ km/tim velodromer, skapa problem. Lagom är alltså bäst, men lagom är i de flesta landsvägskurvor klart större tvärfall än idag.

Kör med insidan,

Johan

PS: En bild som säger mycket om komplexiteten i växelverkan mellan däck och vägbana visas nedan.

Däckets koordinatsystem [Bild från Jet Propulsion Laboratories, NASA]

 

comments powered by Disqus