1. Utformning av
tvära kurvor på flerfältsväg
Johan Granlund
Teknikchef Drift och Underhåll
sid 1 Transportforum 2010-01-13

2. Upplägg
Olycksproblemet och dess lösning
Tidigare forskningsresultat
Ökända olycksdrabbade tvära flerfältskurvor
Kraftspel vid kurvtagning
Farliga kurvor hittas med Profilograf mätbil
Fallstudie med mätdata från E4 Skönsbergskurvan
Vägnormen och förarutbildningen bör uppdateras
Så kan farliga befintliga kurvor åtgärdas
sid 2 Transportforum 2010-01-13

3. Olyckor pga sidkraft vid filbyte
Vissa kurvor på flerfältsväg är onormalt olycksdrabbade. Är
kurvornas utformning optimal?
Vägkurvors skevning utformas för sidkraft given av
referenshastighet och vägens kurvradie.
Vägnormen beaktar INTE ökad sidkraft vid omkörning / filbyte i
kurva. Snabbt filbyte gör att fordonet utsätts för “kurvradier”
mycket snävare än vägkurvan, och därmed högre sidkraft.
Tvära kurvor på flerfältsväg med hög referenshastighet bör
alltid byggas med maximalt tillåten dosering. Vid
halka minskas risken för svår olycka i hög fart. Nackdelen är
något ökad risk för glidning i låg fart.
sid 3 Transportforum 2010-01-13

4. Känd kunskap, urval
Hög vägkurvatur är farligare än smal väg och dålig sikt. [Gupta
& Jain 1975]
2 till 4.5 ggr fler olyckor i kurva än på raksträcka. [Johnston
1982; Leonard et al. 1994]
Lastbil känsligare än personbil. Värst är tvär kurva efter lång
rak vägsträcka samt feldoserade kurvor. [Haywood, 1980)
I Sverige står ytterkurvor för 5 gånger fler olyckor än
innerkurvor. [Lindholm, 2002]
Farligt feldoserad skevning är flerfaldigt vanligare i ytterkurvor
än i innerkurvor. [Granlund 2008]
Tysklands Autobahn: Filbyte i kurvor är en identifierad risk.
[Schneider (1982), Lamm et al (1982)]
sid 4 Transportforum 2010-01-13

5. Kända olyckskurvor i Sverige
Urval olycksdrabbade tvära kurvor på flerfältsväg:
– Nya Rv 50 Tallen – Falun; se mitt föredrag 2009
– Nya E6 vid Munkedal
– Kurva på betongvägen E20 Eskilstuna - Arphus
– E4 Skönsbergskurvan i Sundsvall; fallstudie i detta föredrag
Den nya insikten om hög sidkraft vid filbyte visar att kurvor
som på dessa sträckor bör byggas med större skevning för
minskad olycksrisk.
sid 5 Transportforum 2010-01-13

6. Sidkrafter vid kurvtagning
tan (α) = Vägens tvärfall
fs = Sidofriktionstal
F= Centrifugalkraft
(centripetalkraft)
G= Tyngdkraft
[Källa: VGU] N= Normalkraft
– Sidkraften F vill ”dra fordonet av vägen”.
– F är direkt proportionell mot Kurvatur; invers till Kurvradie.
– Om reaktionskrafterna är tillräckliga, blir fordonets färd
kursstabil.
– Avgörande för reaktionskrafterna:
• Sidofriktionstal (Vid våt vägbana & hög fart: Makrotextur)
• Vägens tvärfall (skevning/dosering/bankning)
sid 6 Transportforum 2010-01-13

7. Sidofriktion << bromsfriktion
[Källa: VGU]
• Skilj på sidofriktion och avsevärt högre bromsfriktion.
• Vägnormen utgår från 2/3 av tillgänglig sidofriktion mot
regnvåt asfalt för bra personbilsdäck.
• Gränssättande upp till 100 km/tim är dock lastbil & buss,
med ca 10 % högre behov av sidofriktion. Vägnormen
sid 7 underskattar alltså problemet. 2010-01-13
Transportforum

8. Teoretisk ”kurvdosering”
Riktlinjer enligt Vägars och Gators Utformning (VGU);
“Skevning i 90 km/tim kurva, som funktion av kurvradie.
Minimiradie för negativ skevning
vid sidofriktion 0.05 (ishalka)
”Tvär kurva” innebär sidoacceleration
över ca 1.25 m/s2 vid skyltad fartgräns
sid 8 Transportforum 2010-01-13

9. Ideal ”kurvdosering”
EU Roadex: Omräkning av riktlinjer från den svenska
vägnormen Vägars och Gators Utformning.
Grön box = God standard.
Orange box = Mindre god eller Låg standard. Vägars och Gators Utformning
Riktvärden för tvärfall vid referenshastighet 90 km/tim
Teckenregel: Vänsterkurvor har negativt kurvaturvärde
8
(+)
7
6
5
4
3
2
Tvärfall [%]
1
0
-1
(-) -2
-3
-4
-5
(-) -6
-7
-8
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Kurvatur = 1000 / Radie [m]
sid 9 Transportforum 2010-01-13

10. Ex verklig skevning : kurvatur Rv 90 Rödsta - Näsåker
12.3 km riksväg
Data från 12300 sektioner
Jämförelse med Vägars och Gators Utformning för 90 km/tim
Teckenregel: Vänsterkurvor har negativt kurvaturvärde
8
7
6
5
4
4
3
2
5
6
Tvärfall [%]
1
0
-1
-2
Pr o f i l o g r af d at a -3 1 2
-4
f r ån -5
-6
3
-7
u p p r u s t ad e Rv -8
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
90. Kurvatur = 1000 / Radie [m]
n = 1 2 300.
1: Raksträckor 4: Tvära ytterkurvor
2: Mjuka innerkurvor 5: Mjuka ytterkurvor
3: Tvära innerkurvor 6: Övergångar vid ytterkurvor
sid 10 Transportforum 2010-01-13

11. Skönsbergskurvan
på E4 genom Sundsvall
sid 11

12. Var tredje (!) av Sundsvalls
trafikolyckor
Källa: Peter Höglund, Räddningstjänsten Sundsvall - Timrå
sid 12 Transportforum 2010-01-13

13. Många sladdolyckor vid filbyte
Nyårsafton: 2009 års avslutande olycka i Skönsbergskurvan
Foto: Y-bloggen
Olycksdata för Skönsbergskurvan enligt STRADA:
• 82 % av olyckorna inbegriper sladd.
• 65 % hal väg, pga regn, snö eller is.
• 29 % aktivt rapporterat filbyte .
Siffrorna är anmärkningsvärt höga, eftersom
• motorvägen på E4 är mestadels torr,
• filbyte utgör endast en bråkdel av körningen.
sid 13 Transportforum 2010-01-13

14. E4-kurvan feldoserad och för tvär
i 90 km/tim på hal väg.
-Kurvatur (sidkraft)
vid snabbt filbyte
sid 14 Transportforum 2010-01-13

15. Snabbt filbyte i 90 km/tim
gav 35 % högre sidkraft
sid 15 Transportforum 2010-01-13

16. Mindre nytta av ökad skevning
i flack kurva
sid 16 Transportforum 2010-01-13

17. Vägnormen bör justeras
-Tvära kurvor på flerfältsväg med hög referenshastighet ska
normalt utformas med största tillåtna skevning.
Vägnormen bör även beakta ca 10 % högre friktionskrav för
tung trafik i kurvor < 100 km/tim.
Negativ/utåtriktad skevning farligt även i flack kurva ned till 0.2
m/s2, om vägytan riskerar vinterhalka. (Tunnel ok?).
sid 17 Transportforum 2010-01-13

18. Även förarutbildningen
bör uppdateras
I tvär kurva (1.8 m/s2) gav snabbt filbyte 35 % högre sidkraft
än mjukt filbyte.
Detta belyser att snabba filbyten i kurvor på flerfältsväg medför
kraftigt ökad olycksrisk.
Körkortstagare bör informeras om risk med snabba filbyten.
sid 18 Transportforum 2010-01-13

19. Har vägen farliga kurvor?
Kända (och okända) kurvor med olämplig skevning kan enkelt
utvärderas med hjälp av Profilografmätning.
I EU-projektet Roadex har vi demonstrerat diagram som ger
tydlig information om tvära eller feldoserade kurvor, i
förhållande till gällande vägnorm.
sid 19 Transportforum 2010-01-13

20. Åtgärder i farliga flerfältskurvor
Profilografdata bör användas för att:
• se över fartgräns,
• besluta om varningsskyltning; gärna intelligent styrd med
hjälp av sensorer som mäter fart och väglag,
• riktade friktionshöjande insatser,
• ombyggnation av kurvan sedan finansiering ordnats.
Heldragen spärrlinje kan vara effektivt på snöfri väg.
sid 20 Transportforum 2010-01-13

21. F o t o : Mat s
L an d e r b e r g
Slutord
Mätresultat i linje med intuition.
Kompletterar tidigare forskning.
Vägnormen VGU bör justeras.
Många kända (och okända)
tvära kurvor har för låg
skevning.
Farliga kurvor hittas med
Profilograf mätbil.
Fartdämpning vid våt/hal väg.
Kritiska kurvor bör bankas upp.
Vägarna kan göras säkrare!
sid 21 Transportforum 2010-01-13