Tien kunto vaikuttaa myös polttoaineenkulutukseen ja päästöihin

Tien kuntoa on totuttu käsittelemään lähinnä tien liikennöitävyyden ja liikenneturvallisuuden osatekijänä. Tiestön korjausvelka on noussut yhdeksi tärkeimmistä infran kehittämisen puheenaiheista ja myös hallitusohjelmassa investoinnit tieverkon ylläpitoon ja kehittämiseen ovat tärkeä teema.

Tien kunnolla on liikenneturvallisuuden ja ajokustannusten lisäksi merkittävä vaikutus ajoneuvojen polttoaineenkulutukseen ja sitä kautta hiilidioksidipäästöihin, joten tien kunto heijastuu myös liikenteen ilmastovaikutuksiin. Nyt kun liikenteen päästövähennyksiin etsitään toimia tiheällä kammalla,myös teiden kunnon parantaminen olisi nähtävä yhtenä päästöjä vähentävänä keinona.

Tienpinnan epätasaisuus ja päällystevauriot lisäävät polttoaineenkulutusta

Tiepäällysteen epätasaisuuden, päällystevaurioiden ja urautumisen vaikutuksia polttoaineenkulutukseen on tutkittu muun muassa Ruotsissa (Hammarström ym. 2012). Polttoaineenkulutuksen kasvu johtuu huonokuntoisen ja karkean tien pinnan aiheuttamasta suuremmasta vierintävastuksesta sekä epätasaisen pinnan aiheuttamasta ylimääräisestä hidastusten ja kiihdytysten tarpeesta. Tienpinnan epätasaisuus ja päällystevauriot lisäävät polttoaineenkulutusta myös muun muassa renkaiden ja iskunvaimentimien lämpenemisen kautta, sillä lämpenemisen edellyttämä liike-energia tuotetaan auton moottorilla, jolloin sekin osaltaan lisää kulutusta ja hiilidioksidipäästöjä.

Erityisesti vierintävastuksen vaikutus polttoaineenkulutukseen on huomattava. Fontaras ja Samaras (2010) ovat arvioineet, että polttoaineenkulutus alenisi henkilöautoilla 2,5 prosenttia ja 3,6 prosenttia raskailla ajoneuvoilla, jos vierintävastus alenisi 10–20 prosentilla.

Kuorma-autojen kulutus kasvaa eniten huonon tienpinnan vaikutuksista

Tienpinnan tasaisuutta mitataan yleisesti IRI-tunnusluvun (International Roughness Index) avulla. Se kuvaa tien pinnan vaikutusta tienkäyttäjän näkökulmasta. IRI kuvaa fyysisen tasaisuuden lisäksi myös ajomukavuutta, liikenneturvallisuutta sekä palvelutasoa. Tien pinnan karkeutta mitataan profiilin keskisyvyydellä (MPD, Mean Profile Depth), joka on makrokarkeuteen liittyvä molemmista ajourista ja ajourien keskeltä mitattava tunnusluku.

Epätasainen tienpinta lisää vierintävastusta samaan tapaan kuin vastatuulen lisäämä ilmanvastus. Tienpinnan epätasaisuuden vaikutus riippuu päällysteen ja ajoneuvon ominaisuuksista. Kuva 1 osoit- taa selvän yhteyden IRI-arvon ja polttoaineenkulutuksen välillä.

Epätasaisen ja karkeaksi kuluneen tienpinnan on havaittu lisäävän vierintävastusta henkilöautoilla jopa 15 prosentilla ja perävaunullisilla kuorma-autoilla jopa 20 prosentilla. Esimerkiksi 90 km/h ajonopeudella tämä tarkoittaisi henkilöautoilla 2–3 prosentin ja perävaunullisilla kuorma-autoilla noin 5 prosentin kasvua polttoaineenkulutuksessa. Vaikutukset ovat kirjallisuushavaintojen mukaan suurimpia raskaalla kalustolla, mutta tien kunto vaikuttaa myös henkilö- ja pakettiautojen polttoaineenkulutukseen.

Yhdysvalloissa valtakunnallisen tieverkon kehittämisohjelman (NCHRP 2012) havaintojen mukaan kuorma-autojen päästöt ovat huonokuntoisella tai erittäin huonokuntoisella tienpinnalla 8 prosenttia suuremmat kuin hyväkuntoisella pinnalla. Henkilöautoilla eron on arvioitu olevan suurimmillaan jopa 13 prosenttia. Tien uudelleen päällystämisen on arvioitu kenttäkokeissa vähentävän polttoaineenkulutusta noin 4,5 prosentilla, jos tiellä ajetaan tasaisella 64 km/h nopeudella.

Yhdysvaltalaisen Rutgersin yliopiston tutkimuksessa (2019) havaittiin, että uusittu kestopäällyste vähentää hiilidioksidipäästöjä noin 2 prosentilla kuluneeseen ja epätasaiseen tienpintaan nähden. Myös muut pinnan korjaustoimet vähentävät päästöjä rikkonaiseen tienpintaan nähden, mutta vaikutus jää pienemmäksi. Perrotta ym. (2017) arvioivat Britanniassa kootun raskaan kaluston monitorointiin perustuvan big data -aineiston avulla, että tien pinnan epätasaisuus lisäisi poltto- aineenkulutusta 4,1 prosentilla.

Tieverkon kunnon parantaminen voisi eu- tasolla vähentää hiilidioksidipäästöjä jo 14 miljoonaa tonnia

Päällyste- ja infra-alan yhdistysten EAPA:n, EUPAVE:n ja FEHRL:n vuonna 2016 Euroopan parlamentille jättämässä kannanotossa on arvioitu, että jos kolmannes EU:n tieverkosta voitaisiin parantaa vastaamaan hyvää laatutasoa, EU-tasolla liikenteen päästöt vähenisivät noin 14 miljoonalla hiilidioksiditonnilla. Tämä olisi yhtä suuri päästöjen vähenemä kuin 6 miljoonan auton korvaaminen päästöttömillä autoilla. •

LÄHTEITÄ
EAPA, EUPAVE & FEHRL, 2016. Road pavement industries highlight huge CO2 savings offered by maintaining and upgrading roads.

Fontaras, G. & Samaras, Z. (2010). On the way to 130 g CO2/km—Estimating the future characteristics of the average European passenger car. Energy Policy, 38 (2010) 1826–1833.

Greene, S., Akbarian, M., Ulm, F-J. & Gregory, J. 2013. Pavement Roughness and Fuel Consumption Massachusetts Institute of Technology, Concrete Sustainability Science Hub. cshub.mit.edu

Hammarström, U. & Eriksson, J. & Karlsson, R. & Yahya, M.-R. (2012). Rolling resistance model, fuel consumption model and the traffic energy saving potential from changed road surface conditions, VTI rapport 748A.

IRMD, 2018. Maintaining roads is protecting the environment. Road maintenance is the most effective action to reduce emissions from road transport. International Road Maintenance Day.

NCHRP. 2012. Estimating the Effects of Pavement Condition on Vehicle Operating Costs. TRB’s National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Report 720.

Perrotta, F. & Parry, T. & Neves, L. 2017. A Big Data approach to assess the Influence of Road Pavement Condition on Truck Fleet Fuel Consumption. Nottingham Transportation Engineering Centre, Faculty of Engineering, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK. Conference Paper. International Congress on Transport Infrastructure and Systems (TIS Roma 2017).

Rutgers University. 2019. Keeping roads in good shape reduces greenhouse gas emissions: Delaying pavement maintenance boosts emissions and costs. ScienceDaily. ScienceDaily, 15 January 2019.