3/2012
3/2012 2 4 Liikenteen kestävyys on määrä- ja laatukysymys Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen 41 44 Äärimmäiset sääolosuhteet vaativat liikennejärjestelmältä paljon TransEco kohti vähäpäästöistä liikennettä 8 Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet 46 Urbaani syke vai Runsaudensarvi? Ilmastonmuutoksen hillinnän visiot 12 15 19 Riskienhallinta luotsaa kohti toimivaa liikennejärjestelmää Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa Mitä maanteiden hulevedet sisältävät? 54 56 58 Uusiutuvaa energiaa autoliikenteeseen Myydäänkö auto ja otetaan siivooja? - Tilannekatsaus liikkumisen ohjaukseen Yhdeksän teesiä liikenneturvallisuudesta: Lintuohjelman johtoryhmän terveiset 25 27 29 31 35 39 Kauppa-aluksille suunnatun reittisuunnittelupalvelun testaus käynnistyy Lupauksia osaamisyhteistyön kehittämiseksi InfraExpon teemapäivässä Uusiomateriaalien käyttöä maarakentamisessa halutaan kehittää edelleen Voiko moottoritie olla vihreä? Kerava Lahti-oikorata houkuttelee henkilöautoilijoita junamatkustajiksi Oikealla keinovalikoimalla liikenteen päästöjen kimppuun 63 70 73 76 80 82 86 Glykoli uhkaa Kehäradan rakenteita Sillan pintarakenteiden elinkaarikustannukset ovat monen muuttujan summa Meluselvityksiä ja melutorjunnan suunnittelua EU:n velvoitteesta Liikenteen päästöistä syntyy kustannuksia Fintrip kokoaa liikennealan osaamisen ja tutkimuksen Pilaavatko nastarenkaat kaupunki-ilman laadun - ovatko kitkarenkaat turvallisuusriski? Suomen liikenneverkon hiilijalanjälki selvitetty
Liikenteen kestävyys on määrä- ja laatukysymys Pääkirjoitus Liikenteen kestävyys on määrä- ja laatukysymys Liikenne vaikuttaa merkittävästi koko yhteiskunnan toimintaan ja ympäristön laatuun osana laajempaa yhdyskuntarakennetta sekä tuotantoa ja kulutusta. Ihmisten ja tavaroiden koko ajan lisääntyvää liikkumista pidetään usein suorastaan nykyaikaisen yhteiskunnan tunnusmerkkinä. Tätä kehitystä kyseenalaistetaan kovin harvoin. Pikemminkin yhteiskunnan edellytetään huolehtivan siitä, että ihmisten ja tavaroiden liikkuminen on mahdollisimman helppoa. Tämä on heijastunut myös t&k-toiminnan painotuksiin. Erilaiset liikenteen sujuvuutta lisäävät ratkaisut voivat lyhyellä aikavälillä tuottaa sekä ympäristöhyötyjä että palvella entistä paremmin asiakkaita ja tuottaa taloudellista hyötyä. Vaarana kuitenkin on, että tehostuminen johtaa liikenteen kokonaismäärän ja sitä kautta haitallisten ympäristövaikutusten kasvuun. Yllättävän vähän on edes keskusteltu siitä, kuinka voisimme vähentää liikennetarvetta. Syitä tähän on varmaankin monia. Esimerkiksi ruuhkat eivät ole meillä samantasoinen ongelma kuin tiheästi asutuissa maissa. Liikennepolitiikka on myös vahvasti aluepolitiikkaa ja kasvavan liikenteen päästöistä ja luonnonvaravaikutuksista aiheutuvien kustannusten on katsottu kuuluvan yhteiskunnan maksettaviksi. Polttoaineen hintakaan ei vielä ole sillä tasolla, että se kannustaisi vähentämään autoilua ja tavaroiden edestakaisin kuljettamista. Kunnollinen analyysi eri liikennemuotojen päästö- ja luonnonvaravaikutuksista antaisi paremman tietopohjan kustannusten oikeudenmukaiselle kohdistamiselle ja koko liikennejärjestelmän kestävälle kehittämiselle. Yksi liikenteen ohjauksen vaikeus on siinä, että liikennesektori liittyy kiinteästi muuhun yhteiskuntakehitykseen. Esimerkiksi maataloudessa vallitseva suuntaus alueelliseen erikoistumiseen lisää kuljetustarvetta sekä kansallisesti että kansainvälisesti. Vientiteollisuuden kuljetustarve on puolestaan riippuvainen siitä viedäänkö raaka-aineita, puolijalosteita vai pitkälle jalostettuja tuotteita. Liikennesektori pystyy kuitenkin myös omilla toimillaan paljonkin vaikuttamaan alan kehittymiseen. Nykyaikainen informaatio- ja viestintäteknologia tarjoaa hyviä välineitä liikkumistarpeen vähentämiseen. Erityisesti asiointiliikenteen vähentämisessä älyliikenne on yksi tärkeä keino. Etätyö, videoneuvottelut, kuljetuspalvelut ja internetissä toteutetut palvelut (esim. terveyden huollon neuvonta) voivat vähentää liikennetarvetta merkittävästi. Nykyiset rakenteet ja 2
Liikenteen kestävyys on määrä- ja laatukysymys ohjauskeinot eivät kuitenkaan useinkaan tue uusien toimintatapojen käyttöönottoa. Tarvittaisiin lisää tutkimustietoa siitä, millaisilla ohjauskeinojen yhdistelmillä päästään sekä taloudellisesti, ympäristöllisesti että sosiaalisesti hyvään lopputulokseen. Liikenteen kehityksellä ja maankäytöllä on ratkaiseva asema kestävän kehityksen toteuttamisessa sekä laajojen yhteiskunnallisten muutosten hallinnassa. Yhdyskuntarakenne määrittelee pitkälti sen, miten ihmiset liikkuvat. Eri liikennemuotojen vaikutus ympäristöön on hyvin erilainen ja sen lisäksi niillä on erilaisia epäsuoria vaikutuksia. Kävely, pyöräily ja joukkoliikenne säästävät ympäristöä, ja niillä on myös myönteisiä terveysvaikutuksia, joiden kansantaloudellinen merkitys voi olla jopa suurempi kuin ympäristöhyötyjen. Näiden eri tekijöiden huomioonottaminen päätöksenteossa edellyttää nykyistä monipuolisempaa tietopohjaa. Valtakunnallisen aluerakenteemme eriytyminen voimakkaasti kasvaviin ja toisaalta taantuviin alueisiin vaatii alueellisesti erilaisia liikennepoliittisia ratkaisuja kestävyyden saavuttamiseksi. Helsingin metropolialueella älyliikenteen kehittämistarpeet ja -mahdollisuudet ovat varsin erilaisia kuin syrjäseutujen taantuvilla alueilla. Hyvin valituilla, alueelliset erot huomioon ottavilla ohjauskeinojen yhdistelmillä pystytään merkittävästi edistämään kestävämpää yhdyskuntarakennetta, liikennejärjestelmää ja ihmisten hyvinvointia. Teksti: Lea Kauppi, Suomen ympäristökeskus SYKE Kuva: Kerttu Malinen 3
Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen T&K Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen Sää aiheuttaa ajoittain merkittävää haittaa liikenteelle. Sekä ilmaston että liikennejärjestelmien muuttuessa on haastavaa arvioida tulevaisuuden näkymiä, mutta uudet tutkimukset antavat tietoa sään ääri-ilmiöiden esiintymisestä ja niiden vaikutuksista liikenteeseen. Sää- ja ilmastotekijät vaikuttavat kaikkiin liikenneverkon osiin: infrastruktuuriin, kulkuvälineisiin ja liikennöintiin. Tyypillisiä kielteisiä vaikutuksia ovat esimerkiksi rakenteisiin kohdistuvat rasitukset, kunnossapidon tarpeen kohoaminen, kulkuvälineen hallinnan vaikeutuminen, korkeampi polttoaineen kulutus ja pidentynyt matka-aika. Haitallisista sää- ja ilmastotekijöistä seuraa kustannuksia lisääntyneen ylläpidon, matka-ajan pidentymisen sekä materiaali- ja henkilövahinkojen vuoksi. Sään ääri-ilmiöt vaikuttavat Euroopan liikenteeseen Liikenteelle haitallisten sääilmiöiden atlaksesta käy ilmi, että ilmiöiden toistuvuuksissa ja voimakkuuksissa on suuria eroja eri puolilla Eurooppaa. Talvisista haitoista kuten lumisateista, kylmistä jaksoista ja talvimyrskyistä kärsivät eniten Länsi- ja Pohjois-Eurooppa sekä Alpit, kun taas helleaallot ovat voimakkaimmillaan Etelä-Euroopassa. Suuria tuulen nopeuksia esiintyy eniten Pohjois-Atlantilla sekä sen rannoilla. Lyhytkestoisia rankkasateita voi esiintyä koko mantereen alueella. Havaintojen mukaan erittäin sankat sumut ovat vähentyneet merkittävästi osassa Euroopan suurimmista lentokentistä ilmeisesti ilmanlaadun parantumisen seurauksena. 4
Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen Viivat kuvaavat niiden tuntien lukumäärää, joiden aikana näkyvyys oli alle 200 metriä Zurichin (vihreä), Lontoon Gatwickin (sininen) ja Oslon (punainen) lentokentillä. Ohuella viivalla on merkitty vuotuiset arvot ja paksut viivat ovat seitsemän vuoden liukuvia keskiarvoja. Lähde: Vadja ym. 2011. Äärisääilmiöiden vaikutuksia Euroopan liikennejärjestelmään tutkittiin EWENT-hankkeessa (Extreme Weather impacts on European Networks of Transport) vuosina 2010 2012. Tutkimuksessa arvioitiin muun muassa, että äärisääilmiöt aiheuttavat vuosittain vähintään 15 miljardia euron kustannukset EU-maiden liikennejärjestelmille. Muita tuloksia olivat yhteenveto (risk panorama) sään ääri-ilmiöiden Euroopan liikennejärjestelmille aiheutumista riskeistä ja arvioita säänennustusten tuottamasta hyödystä liikennejärjestelmille. Synteesi ilmastonmuutokseen varautumisesta Suomessa Osana suomalaista ilmastonmuutokseen sopeutumisen tutkimusohjelmaa koottiin yhteenveto aiheen suomalaisesta liikennetutkimuksesta. Tähän mennessä tehdyissä selvityksissä on tunnistettu useita ilmastonmuutoksen kielteisiä vaikutuksia teihin, rataverkkoon ja meriväyliin. Myönteiset vaikutukset sen sijaan tunnetaan vielä puutteellisesti. Kunnossapidon kehittäminen, rakenteiden kestävyyden parantaminen sekä varoitus- ja suojelutoiminnan tehostaminen auttaa sopeutumaan lähivuosikymmenien ilmaston vaihteluihin ja muutokseen. Suurempiin muutoksiin varautuminen vaatii suunnittelua ja mitoituksien tarkistamista. Ilmastonmuutoksen vaikutukset liikennetarpeen kehitykseen sekä liikenteen sujuvuuteen ja turvallisuuteen tunnetaan vajavaisesti. Ilmastonmuutoksen hillintätoimet voivat puolestaan vaikuttaa eri liikennemuotojen kehitykseen ja tämäkin saattaa vaatia ennakoivaa sopeutumista. Tulvat ovat koetelleet Suomea viime vuosina 5
Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen Kokonaiskuvan muodostamiseen tulisi pyrkiä Sää- ja ilmasto-olosuhteet tulee ottaa huomioon, kun tavoitellaan liikennejärjestelmän keskeisiä ominaisuuksia, joita ovat turvallisuus, toimintavarmuus, taloudellisuus, vähäiset ympäristövaikutukset ja liikennetarpeen tyydyttäminen. Useat selvitykset lähtivät liikkeelle jo koetuista sää- ja ilmastotekijöiden vaikutuksista. Tämä tuo käytännönläheisyyttä ehdotettuihin sopeutumistoimiin ja helpottaa niiden käyttöönottoa osana nykyisiä toimintoja. Toisaalta käytössä olevat toimenpiteet eivät aina riitä tai ne eivät ole enää kustannustehokkaita, kun tarkastellaan ilmastonmuutosta pitkällä aikajänteellä tai kun ratkaistavana on aiemmin kokematon häiriötilanne. Kun tarkasteluita tehdään yksittäisen toimijan näkökulmasta, toimintaympäristön muutosten hahmottaminen jää usein vähäiseksi. Liikennejärjestelmän monimutkaisuudesta ja vuorovaikutuksista johtuen on kuitenkin vaikeaa muodostaa kokonaiskäsitystä ilmastonmuutoksen roolista, jos samalla ei arvioida muita tekijöitä, kuten esimerkiksi taloudellisten, teknisten ja poliittisten toimintaympäristötekijöiden muutoksia. Sää- ja ilmastotekijöiden kohdalla voidaan aloittaa tarkastelemalla odotettavissa olevia muutoksia altistumisessa ja haavoittuvuudessa. On myös hyvä muistaa, että ilmastopolitiikalla voi olla erittäin merkittäviä vaikutuksia liikennesektorin kehitykseen. Uusia avauksia vuodenaikaisvaihtelujen ennustamiseen On yllättävää, miten mielikuviin helposti jäävät vain ennätykset parilta edelliseltä vuodelta, vaikka sää olisi kaiken kaikkiaan ollut haastavaa halki koko vuosikymmenen. Kun sää-, ilmasto- ja meritilastojen avulla käydään läpi koko 2000-luvun säätapauksia, osoittautuu, että mm. Suomessa on koettu useita valtakunnallisesti laajalti vaaraa tai liikenteellisiä haasteita aiheuttaneita säätilanteita. Syksyllä ja talvella liikenteellisiä haasteita ovat aiheuttaneet liian suuret tilannenopeudet yhdistettynä tarrautuvaan lumeen, jäätävään sateeseen, sankkoihin lumikuuroihin ja olemattomaan näkyvyyteen, myrskytuuliin sekä lumen kinostumiseen. Merellä öljyvahinkojen riski on ollut koholla ja laivaliikenne hankaluuksissa, kun on koettu ennätyksellisiä aallonkorkeuksia ristiaallokkoineen, äkillisiä vedenpinnan heilahteluita ja pohjakosketuksia rannikkoväylillä sekä lisäksi ankaria jäätalvia niin laajuuden, paksuuden kuin jään liikkeen ja puristavuudenkin suhteen. Itämeren jäätalvet 2009/2010 ja 2010/2011 yllättivät ankaruudellaan Sademäärät ovat olleet viime vuosina tapetilla, ja vuosi 2008 oli jopa ennätyksellisen sateinen. Sademäärä oli laajoilla alueilla maan etelä- ja keskiosassa 120 150 % kauden 1971 2000 keskiarvosta. Kuluva vuosi 2012 on niin ikään koetellut runsailla sateillaan ja juuri syyskuussa 2012 Helsingin Kaisaniemessä mitattiin koko 150 vuoden mittaushistorian ajan suurin syyskuun sademäärä. Tiedot uudesta vertailukaudesta 1981 2010 on hiljattain julkaistu, ja nopea vertailu näiden kahden 30-vuotiskauden välillä osoittaa, että vuotuiset sademäärät ovat olleet jaksolla 1981 2010 vajaa viisi prosenttia suuremmat kuin jaksolla 1971 2000. Tulvat ovatkin kiusanneet viime vuosina eri vuodenaikoina ja rankkasateiden johdosta myös teiden päällysteet ovat olleet kovilla. 6
Tutkimus auttaa varautumaan ilmaston vaihteluihin ja muutokseen Voitaisiinko tällaisiin vuodenaikaisiin haasteisiin varautua etukäteen ja suunnitella toimintaa myös lyhyemmällä tähtäimellä kuin ilmastonmuutoksen aikaskaalassa? Tällä erää vuodenaikaisennusteita kehittävät Euroopan keskipitkien sääennustusten keskus (ECMWF) sekä kansallisesti mm. USA:n, Ison-Britannian, Ranskan ja Venäjän ilmatieteen laitokset. Vuodenaikaisennusteita ajavien mallien fysiikka on jo tänä päivänä paljon monipuolisempaa sekä meren, ilmakehän ja jään käyttäytymistä paremmin simuloivaa kuin aiempina vuosina. Tropiikissa ennustettavuus on kehittynyt pisimmälle. Maailman ilmatieteen järjestön toimesta kehitystä toivotaan myös vuodenaikaisennusteissa haasteellisimmilla alueilla, joista Eurooppa on sarjassaan kaikkein vaativimpia. Lähteet Vajda A, Tuomenvirta H, Jokinen P, Luomaranta A, Makkonen L, Tikanmäki M, Groenemeijer P, Saarikivi P, Papadakis M, Tymvios F, Athanasatos S, 2011: Probabilities of adverse weather affecting transport in Europe: climatology and scenarios up to the 2050s. Raportteja - Rapporter - Reports 2011:9, 94 p Nokkala, M. P. Leviäkangas, K. Oiva (eds.), 2012: The costs of extreme weather for the European transport system. EWENT project D4. VTT Technology : 36. VTT, Espoo. 92 p. Molarius, R., P. Leviäkangas, J. Rönty, O. Kalle Oiva (Eds.), 2012. Weather hazards and vulnerabilities for the European transport system - a risk panorama. EWENT project D5.1. VTT Technology: 43. VTT, Espoo. 95 p. + app. 13 p. Nurmi, V., A. Perrels, P. Nurmi, D. Seitz, S. Michaelides, S. Athanasatos, and M. Papadakis, 2012: Economic value of weather forecasts on transportation Impacts of weather forecast quality developments to the economic effects of severe weather, EWENT report D5.2. Ruuhela, R. (toim.), 2012: Miten väistämättömään ilmastonmuutokseen voidaan varautua? Yhteenveto suomalaisesta sopeutumistutkimuksesta eri toimialoilla. MMM:n julkaisuja 6/2011. 177 s. Tuominen, A., T. Järvi, I. Wahlgren, K. Mäkelä, P. Tapio, V. Varho, 2012: Ilmastonmuutoksen hillinnän toimenpidekokonaisuudet liikennesektorilla vuoteen 2050. Baseline-kehitys, Urbaani syke vai Runsaudensarvi? Liikenneja viestintäministeriön julkaisuja 15/2012. 56 s. Juga, I., H. Tuomenvirta, and V. Nurmi, 2012: The variability of winter temperature, its impacts on society, and potential use of seasonal forecasts in Finland. Weather (in print). Ilmastokatsaus 12/2008. Pirinen, P., H. Simola, J. Aalto, J-P. Kaukoranta, P. Karlsson, R. Ruuhela, 2012. Tilastoja Suomen ilmastosta 1981 2010. Ilmatieteen laitoksen raportteja 2012:1 Teksti: Heikki Tuomenvirta, ryhmäpäällikkö, Ilmaston ja sään yhteiskunnalliset vaikutukset ja Hilppa Gregow, ryhmäpäällikkö, Ilmastotutkimus- ja sovellutukset, Ilmatieteen laitos Kuva: Ilmatieteen laitoksen arkisto 7
Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet T&K Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet Yhteispohjoismaisessa ETSI-projektissa kehitettiin työkaluja sillan elinkaaren aikaisten vaikutusten arviointiin ja siltarakenteiden optimointiin. Projektin lopputuloksena on täysin uudenlainen menetelmä, jolla voidaan vertailla erilaisia siltavaihtoehtoja keskenään standardisoidulla tavalla. Näin esimerkiksi hankinnassa voidaan vertailla sillan satavuotisia elinkaarikustannuksia pelkkien investointikustannusten sijaan. ETSI (Bridge Life Cycle Optimisation - Elinkaareltaan Tarkoituksenmukainen Silta) on vuonna 2005 aloitettu pohjoismainen kehittämisprojekti. Pääsisältö ETSI-projektissa on ollut kolmen Excel-pohjaisen työkalun tekeminen siltojen tilaajien ja suunnittelijoiden käyttöön. Työkalujen avulla haluttiin analysoida erilaisia aihealueita, jotka olivat: 1) elinkaarikustannukset (LCC), 2) ympäristöpäästöt (LCA) ja 3) esteettinen arviointi (LCE). 8
Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet Kokonaisuuden toimivuutta parannettiin ETSI3-vaiheessa siten, että analysointien pohjalle asetettiin tehtäväksi ensin sillan elinkaarisuunnitelma, jolla määritellään mm. sillan eri osien korjausajankohdat. Tulevaisuudessa lähtötietojen syöttöä tullaan vielä helpottamaan lähtötietokantojen avulla, joihin voidaan syöttää mm. kustannus-, käyttöikä- ja päästötietoja materiaaleittain ja kohdemaittain. ETSI-projektin hedelmiä ovat elinkaarisuunnittelua tehostavat työkalut, joista hyötyvät niin suunnittelijat kuin tilaajatkin. Suunnittelija joutuu elinkaarisuunnitelmaa tehdessään paneutumaan suunnittelemiensa rakenteiden kunnossapitoon ja työnaikaisiin liikennejärjestelyihin, mikä jo sinällään parantaa sillan elinkaaritehokkuutta. Nyt kehitettyjen työkalujen avulla suunnittelija voi lisäksi arvioida eri vaihtoehtojen elinkaariominaisuuksia, muokata järkeviä kunnossapitoaskelia ja osoittaa tilaajalle ratkaisujensa toimivuuden. Tilaaja voi käyttää uusia työkaluja suunnittelun ohjaamiseen ja elinkaaritehokkaimpien ratkaisujen valitsemiseen. Kenties käänteentekevin uutuus on työkalujen käyttö urakkatarjousten vertailussa. Näin päästään valitsemaan ratkaisuja, jotka säästävät yhteiskunnan kustannuksia optimoitujen rakenteiden ja korjausajankohtien ansiosta sekä minimoivat työnaikaisia liikennehäiriöitä. Säästöä siis koituu, vaikka ratkaisut olisivat investointivaiheessa hieman standardiratkaisuja kalliimpia. ETSI-projektissa kehitettyjä työkaluja voidaan käyttää hankinnassa myös hyvittämällä ympäristöystävällisimpiä ratkaisuja tai asettamalla haitallisille vaikutuksille raja-arvoja. Lisäksi on mahdollista arvioida vaihtoehtoisten ratkaisujen esteettisiä ja kulttuurisia arvoja järjestelmällisesti. Käyttöönotto vaatii resursseja mutta tuo moninkertaisesti säästöjä ETSIn tehokas käyttöönotto edellyttää tilaajalta määrätietoisia toimia työkalujen ja lähtötietokannan päivitykseen ja ylläpitoon. Lähtötietokannan kokoamisessa tullaan tekemään yhteistyötä teollisuuden kanssa mm. Liikenneviraston SILKO-toimintaan liittyen. Tärkeänä pidetään edelleen myös pohjoismaisen yhteistyön hyödyntämistä ja siten eri maiden tietojen vapaata käyttöä. ETSIn ylläpito vaatii henkilöresursseja ja maksaa jonkin verran. ETSIn tarjoamat mahdollisuudet yhteiskunnan kustannusten säästöihin tuovat kustannukset kuitenkin moninkertaisesti takaisin. 9
Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet Suunnitelmissa jatkokehitys Ilmeinen laajennus ETSI-työkaluissa tulevaisuudessa on niiden laajentaminen olemassa oleviin siltoihin. Siltojen hallinnassa pohditaan jatkuvasti pitäisikö silta korjata ja kuinka suurella rahalla, vai olisiko edullisempaa rakentaa tilalle uusi. Kehittämistä tarvitaan myös liikennehaitan arvioinnissa sekä riskien ja turvallisuuspuutteiden hinnoittelussa. Riskihinnoittelua voitaisiin käyttää esimerkiksi tilanteessa, jossa tarjousten vertailussa tulee eteen uusi ratkaisu, jolle ei löydy valmiita elinkaariarvoja. Kolme näkökulmaa sillan elinkaareen: kustannukset, päästöt ja estetiikka Sillan elinkaaren eri vaiheisiin liittyviä kustannuksia voi laskea ETSI Bridge LCC (Life Cycle Costs) työkalulla, jonka kehitti teknillinen korkeakoulu KTH Ruotsista. Osaprojektiin sisältyi myös metodologian kartoitus sekä englanninkielisen siltanimikkeistön ja -osajaon määrittely. Excel-työkalu ottaa huomioon mm. investointi-, tarkastus-, hoito-, korjaus-, purkuja liikennehaittakustannukset syötettävien parametrien avulla. Sekä käytettävä laskentakorko että liikennemäärä ja sen huomioiminen vaikuttavat huomattavasti LCC-kustannuksiin. Sillan elinkaaren aikana syntyviä päästöjä arvioidaan ETSI Bridge LCA (Life Cycle Assessment) -ohjelmalla, jonka kehitti teknillinen yliopisto NTNU Norjasta. Ohjelma analysoi materiaali- ja työmäärien sekä kuljetusten aiheuttamat päästöt, jotka liittyvät rakentamiseen ja kunnossapitoon. Tiedot syötetään ohjelmaan rakenneosittain. Ohjelman avulla voidaan analysoida erilaisten ympäristörasitusten suhteellista merkitystä sillan elinkaaren aikana. Suositeltuja mukaan otettavia päästökategorioita ovat: GWP (ilmaston lämpeneminen), ODP (otsonikerroksen ohenema), ADP (happamoituminen (AP), EP (rehevöityminen), ADP (uusiutumattomien luonnonvarojen vähenemä) sekä kolme toksisuus-indikaattoria. Ohjelmalla voidaan seurata myös energian käyttöä. Valittujen kategorioiden mukaisille päästöille edelleen tehtävän normalisoinnin ja valitun painotuksen kautta saadaan lopputulos lopulta yhden tekijän avulla vertailukelpoisena arvona. Kolmantena osana ETSI-projektissa käsiteltiin siltaestetiikan huomioon ottamista ja sille sallittavia lisäkustannuksia (LCkulttuuri, estetiikan arvottamismenetelmä). Tuloksena oli menetelmä ja Excel-pohjainen ohjelma LCE (Life Cycle aeesthetics), jolla sillan esteettisen arvioinnin perusteella määritetään sillan todellisille kustannuksille korjauskerroin elinkaarikustannukset huomioon ottaen. Korjauskerroin pienenee sillan esteettisen arvioinnin noustessa. Korjauskerrointa käyttäen voidaan laskea eri siltavaihtoehtojen vertailukustannukset. Esteettinen arviointi taas perustuu arvosanoihin, jotka annetaan sillan eri rakenneosille, kuten palkeille ja kaiteille, sekä sillan ja sen ympäristön yhteensopivuudelle. Arvosanojen painotusta voidaan siltakohtaisesti muuttaa mm. siltapaikkaluokituksen huomioon ottaen. 10
Tuore näkökulma sillansuunnitteluun: elinkaaren eri puolet Taustatietoa Suomen vetämän kolmivaiheisen ETSI-projektin rahoitus on tullut tieviranomaisilta Suomesta (Tiehallinto ja sittemmin Liikennevirasto), Ruotsista, Norjasta ja Tanskasta NordFoU-yhteistyön muodossa. Projekti päättyi toukokuussa 2012 loppuseminaariin Malmössä. Projektin toteutuksessa on voitu yhdistää paras pohjoismainen osaaminen, kun mukana ovat olleet yliopistot Aalto (TKK) Suomesta, KTH Ruotsista ja NTNU Norjasta sekä muina konsultteina mm. COWI ja Ramboll. Lisätietoja ETSI-projektin kotisivu ETSI-projektin esittely Via Nordica-kongressissa kesäkuussa 2012 Teksti: Timo Tirkkonen ja Matti Piispanen, Liikennevirasto Kuva: Liikennevirasto 11
Riskienhallinta luotsaa kohti toimivaa liikennejärjestelmää T&K Riskienhallinta luotsaa kohti toimivaa liikennejärjestelmää Liikennejärjestelmä on yhteiskunnan kannalta yksi tärkeimmistä peruspalveluista ja osa kriittistä infrastruktuuria, joten sen toimintavarmuus on välttämätöntä yhteiskunnan toiminnalle. Liikennejärjestelmään kohdistuvat monenlaiset häiriöt ovat osoittaneet, kuinka riippuvaisia olemme järjestelmän toimivuudesta. Asianmukaisella riskienhallinnalla riskejä voidaan pienentää ja niiden seurausvaikutuksia lieventää. Riskienhallintaa tarvitaan liikennejärjestelmätasolla entistä enemmän Suomessa on viime vuosina tehty muutamia liikennejärjestelmän riskien hallintaan ja järjestelmän haavoittuvuuteen liittyviä selvityksiä. Näkökulmina näissä selvityksissä ovat olleet epävarmuuden ja riskien realisoitumisen uhan kasvu. Lisäksi on tutkittu matka- ja kuljetusketjujen monimutkaistumisesta mahdollisesti aiheutuvia ongelmia ja niiden mittavia seurauksia. Muun muassa satama- ja lentolakot, tuhkapilvet ja poikkeukselliset talvikelit vaikutuksineen ovat kannustaneet tarkastelemaan Liikennejärjestelmän haavoittuvuutta. Liikennevirasto on lain mukaan vastuussa liikenteen palvelutason ylläpidosta ja kehittämisestä valtion hallinnoimilla liikenneväylillä. Tämä merkitsee sitä, että Liikenneviraston tulee toiminnallaan myös edistää koko liikennejärjestelmän toimivuutta. Koko liikennejärjestelmän kattava riskienhallinta on merkittävä keino toimivuuden varmistamisessa. Valtioneuvoston periaatepäätös Yhteiskunnan turvallisuusstrategiasta antaa perusteet yhteiskunnan toimivuuden ylläpitämiseksi. Periaatepäätös pitää sisällään myös toimivan liikennejärjestelmän ylläpitämisen velvoitteen. Suomessa on tehty toistaiseksi vain vähän koko liikennejärjestelmää koskevia riskienhallintatarkasteluja. Sen sijaan eri liikennemuotojen riskienhallintasuunnitelmia on tehty melko kattavasti. Suomen lainsäädäntö sekä kansainväliset säädökset ohjaavat rautatie-, meri- ja lentoliikenteen riskienhallintaa. Tieliikenteessä muun muassa vaarallisten aineiden kuljetuksista on määrätty lainsäädännöllä. 12
Riskienhallinta luotsaa kohti toimivaa liikennejärjestelmää Esiselvityksellä kartoitettiin kansainvälisiä kokemuksia Liikenneviraston T&K -hankkeessa Liikennejärjestelmätason seuranta ja menetelmät tehdyssä Liikennejärjestelmän riskikartoituksen esiselvityksessä tarkasteltiin riskinhallinnan organisoitumista, koko liikennejärjestelmää koskevia riskiselvityksiä, riskienhallintamenetelmiä ja -suunnitelmia sekä haavoittuvuus- ja vaikutusanalyysejä. Kirjallisuusselvityksen lisäksi tietoa Suomen tilanteesta täydennettiin asiantuntijahaastatteluin. Selvityksessä tarkasteltiin liikennejärjestelmään kohdistuvien häiriöiden vaikutuksia eri näkökulmista, kuten vaikutuksia eri liikennemuotoihin ja matkaketjuihin, lyhyellä ja pitkällä aikavälillä sekä valtakunnallisesti ja alueellisesti. Lisäksi tarkasteltiin eri liikennemuotoja korvaavia vaihtoehtoja. Selvityksessä keskityttiin normaaliolojen riskeihin eikä siinä käsitelty poikkeusoloja, kuten sotatilannetta. Esiselvityksessä kartoitettiin lähinnä liikennejärjestelmän toimivuuden ulkoisia uhkia, ei hallinnollisia uhkia. Uhat ja häiriötilanteet voivat vaihdella laajuudeltaan ja kestoltaan suuresti. Liikennejärjestelmään kohdistuvina keskeisimpinä uhkina tunnistettiin voimahuollon vakavat häiriöt, tietoliikenteen ja tietojärjestelmien vakavat häiriöt (ns. kyberuhat), kuljetuslogistiikan vakavat häiriöt, luonnon ääri-ilmiöt; ankarat ja poikkeukselliset sääolot ja luonnonkatastrofit, kuten maanjäristykset ja tulivuoren purkaukset. Samoin keskeisiksi uhiksi nimettiin terrorismi ja muuta yhteiskuntajärjestystä vaarantavat rikokset ja häiriöt sekä ylläpidon riskit. Lisäksi ilkivalta ja työmarkkinoiden häiriöt, kuten lakot, saattavat aiheuttaa merkittäviä liikennejärjestelmän toimintakatkoksia. Suomen lisäksi liikennejärjestelmän riskienhallinnan käytäntöjä selvitettiin Ruotsissa, Norjassa ja Isossa-Britanniassa. Viimeisen vuosikymmenen aikana näissä maissa on alettu tarkastella koko liikennejärjestelmän haavoittuvuutta ja riskienhallintaa liikennemuotokohtaisten tarkastelujen sijasta tai vähintään niiden rinnalla. Yhteiskunnat ovat muuttuneet entistä haavoittuvammiksi, koska niiden toiminnot ovat entistä riippuvaisempia sähkö- ja tietoliikennejärjestelmistä, globaaleista kuljetusketjuista ja kansainvälisestä politiikasta. Yhteistyö eri maiden, eri viranomaisten ja eri liikennemuotojen välillä on entistä tärkeämpää. Liikenteen ajantasainen tilannekuva ja tiedonvälitys korostuvat liikennejärjestelmän haavoittuvuutta ja toimivuutta tarkasteltaessa. Riskienhallinnalla on entistä tärkeämpi rooli. Pohjoismaissa huoltovarmuus- ja valmiusasiat on organisoitu lähes samalla tavalla joka maassa. Isossa-Britanniassa nämä asiat ovat selvästi korostuneet terrorismin kasvaneen uhan vuoksi ja maassa on useampia organisaatioita, joiden vastuulle valmius- ja suojeluasiat kuuluvat. Muiden maiden riskienhallintaorganisaatiot eroavat toisistaan jonkin verran ministeriöiden ja virastojen määrien suhteen. Osassa maita eri liikennemuodot on koottu saman viraston alaisuuteen, kun taas osassa kullakin liikennemuodolla on oma virastonsa. Tarkastelussa mukana olleissa maissa oli kehitetty muun muassa riskienhallintamenetelmiä ja haavoittuvuusanalyysejä sekä alueittaista tarkastelua. Suosituksia tulevaisuuden varalle Esiselvityksessä suositellaan jatkotoimenpiteeksi Liikennevirastolle muun muassa liikennejärjestelmän riskienhallintastrategian laatimista ja koko liikennejärjestelmää koskevan riskienhallintaohjeistuksen ja -suunnitelman tekemistä strategian perusteella. Lisäksi selvityksessä suositellaan, että liikennejärjestelmän kriittiset toiminnot, kriittinen infrastruktuuri, heikot lenkit ja solmukohdat määritellään ja niille laaditaan riskienhallintasuunnitelmat. Näin voidaan joka päivä turvata hyvä liikenteen palvelutaso ja toimivat matka- ja kuljetusketjut. Matka- ja kuljetusketjujen toimivuutta ja varmuutta palvelevat ajantasainen tilannekuva ja tiedonvälitys sekä niiden kehittäminen ja ylläpitäminen liikenteenohjauksen ja asiakasinformaation tarpeisiin. Liikennejärjestelmän luotettavuus liittyy voimakkaasti sen palvelutasoon, johon etsitään systemaattisia lähestymistapoja ja mittareita Liikenneviraston Matkojen ja kuljetusten palvelutaso -T&K-hankkeen projekteissa. 13
Riskienhallinta luotsaa kohti toimivaa liikennejärjestelmää Aiheeseen liittyvää Esiselvitys Liikennejärjestelmän riskikartoitus Matkojen ja kuljetusten palvelutaso T&K-hanke Liikennejärjestelmätason seuranta ja menetelmät T&K-hanke: www.liikennevirasto.fi/lime Teksti: Arja Aalto, Liikennevirasto; Maija Krankka ja Kati Kiiskilä, Sito Oy Kuva: Liikennevirasto 14
Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa T&K Tutkimuksessa käytettiin Aalto-yliopiston Tielaboratorion siirrettävää laserprofilometriä Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa Päällysteiden kulumista pidetään yhtenä nastarenkaiden käytön suurimmista haitoista, ja monet vilkasliikenteiset kadut urautuvat taajamissakin nopeasti. Nastarenkaiden osuutta päällysteiden kokonaisurautumisessa on kuitenkin luultavasti yliarvioitu, paljastaa tuore tutkimus. Urautumisen syitä ja seurauksia Urat teillä ja kaduilla tekevät ajamisesta epämiellyttävää. Lisäksi liian syvät urat ovat turvallisuusriski, koska kun uriin kerääntyy sateella vettä, vaarana on ajoneuvon hallinnan menetys vesiliirron takia. Urat vaikuttavat myös kuivalla tiellä auton ajettavuuteen, koska poikittaiset epätasaisuudet tekevät auton ohjaamisesta hankalampaa. Asfalttipäällysteeseen voi muodostua uria kahdesta syystä: nastarenkaiden aiheuttaman kulumisen tai raskaan liikenteen aiheuttaman deformaation ja tiivistymisen takia. Kun ajourat saavuttavat tietyn syvyyden, on tie tai katu päällystettävä uudelleen. Uudelleen päällystämistä edellyttävä maksimiurasyvyys on Suomessa n. 12 24 mm, ja se riippuu väylän nopeusrajoituksesta, liikennemäärästä, toiminnallisesta luokasta ja ylläpitomenetelmästä. Päällysteiden kulumiseen vaikuttavat renkaiden, nastojen ja ajoneuvojen ominaisuudet Nasta rikkoo päällysteen pintaa, koska kovametallinen nasta on huomattavasti kovempaa kuin nastan tiekosketuksen vastaanottava kivi ja bitumi. Nastojen lukumäärä renkaassa vaikuttaa nastaiskujen lukumäärään ja siten myös päällysteen kulumiseen. 15
Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa Alhaisissa ajonopeuksissa nastan massa voi vaikuttaa päällysteiden kulumiseen voimakkaammin kuin nastojen lukumäärä. Nopeuden kasvaessa nastojen lukumäärän vaikutus kulumiseen kasvaa. Rengaspaine ja nastarenkaita käyttävän ajoneuvon massa ovat lähes suoraan verrannollisia nastarenkaiden aiheuttamaan päällysteiden kulumiseen. Myös renkaan profiili vaikuttaa siihen, paljonko nastat kuluttavat päällystettä. Rengasprofiili on suhdeluku, joka kuvaa renkaan leveyden suhdetta korkeuteen. Mitä matalampi renkaan profiilisuhde on, sitä lyhyempi on renkaan ja tien välisen kosketusalan pituus. Tästä seuraa teoriassa, että nykyaikaisilla matalaprofiilissa renkailla nastan tiekosketus ei alhaisissakaan ajonopeuksissa olisi yhtä hiertävä kuin korkeaprofiilisilla. Koska matalaprofiilisen renkaan kosketuspinta tiehen renkaan pyörimissuunnassa on tuntuvasti lyhyempi kuin korkeaprofiilisella renkaalla (ks. Kuva 1), kestää matalaprofiilisen nastan tiekosketus vähemmän aikaa kuin korkeaprofiilisella renkaalla. Matalaprofiilinen nastarengas olisi siis päällysteen kannalta korkeaprofiilista parempi valinta. Kuva 1. Rengaskoon vaikutus renkaan ja tien väliseen kosketusalaan. Vasemmalla korkeaprofiilisen talvirenkaan (koko 175/80 R 14) kosketusala tiehen eli renkaan footprint. Oikealla samassa mittakaavassa matalaprofiilinen (225/45 R 17) talvirengaskoko. LVM 72/2004 Taajamaliikenteen piirteitä urautumisen näkökulmasta Taajama- ja maantieliikenteen keskinäiset erot voivat vaikuttaa siihen, että nastarenkaiden osuus päällysteiden urautumisesta on taajamissa erilainen kuin maanteillä. Aiempien tutkimusten perusteella oli selvää, että ajonopeuden kasvu lisää nastarenkaiden aiheuttamaa päällysteiden kulumista nopeuksien 60 80 km/h yläpuolella. Taajamien nopeusrajoitusjärjestelmä koostuu yleisestä 50 km/h -rajoituksesta, yleisrajoitusta alemmista nopeusrajoitusalueista sekä yksittäisistä muista nopeusrajoituksista. Korkein taajamassa käytettävä rajoitus on 60 km/h. Todelliset keskinopeudet taajamissa ovat useimmiten alhaisempia kuin nopeusrajoitus, koska yksittäiset ajoneuvot ja kokonaiset liikennevirrat eivät useinkaan pysty ajamaan nopeusrajoituksen mukaisella nopeudella. Helsingin kaupunkisuunnitteluviraston liikenteen sujuvuusmittausten mukaan vuonna 2009 liikenteen todellinen keskinopeus aamuruuhkassa Helsingin läntisessä kantakaupungissa oli esimerkiksi 40 km/h nopeusrajoitusalueilla vain 11 33 km/h. Taajamien ja kaupunkiseutujen pääkaduilla sekä sisääntulo- ja ohikulkuteillä kulkee selvästi enemmän liikennettä kuin kaupunkiseutujen ulkopuolella. Liikennemäärät ovat yleensä suurimmat katuverkon ulkopuolisilla monikaistaisilla sisääntulo- ja ohikulkuteillä, joiden välityskyky ja keskinopeus ovat suuremmat kuin katuverkolla. Taajamissa on myös katuja ja alueita, joissa raskaan liikenteen aiheuttama deformaatio ei selitä juuri lainkaan päällysteen urautumista. Tällaisia ovat esimerkiksi tiet ja kadut, joilla ei ole joukkoliikennettä, ja joilla on vaikeaa tai mahdotonta ajaa raskaalla ajoneuvolla tien geometrian tai matalien alikulkujen takia. Toisaalta taajamissa on katuja, kaistoja ja alueita, joissa raskaan liikenteen aiheuttama deformaatio selittää päällysteen urautumisen täysin. Esimerkiksi bussiliikenne 16
Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa tiivistää ja muovaa kadun eri rakennekerroksia joukkoliikennekaistoilla, -kaduilla ja -terminaaleissa. Samoin suuria tavaramääriä lähettävien ja vastaanottavien yritysten ja terminaalien lastausovien edustalla sekä niille johtavilla ajoväylillä on havaittavissa voimakasta deformaatiourautumista. Taajamaliikenteelle on lisäksi ominaista liittymien, pysähdyksien ja liikennetapahtumien suuri määrä. Tarkemmin tämä tarkoittaa sitä, että ajoneuvon liiketilan muutosten osuus on suuri liikkumiseen käytetystä ajasta ja matkasta. Kun ajoneuvon liiketila muuttuu, renkaan kulutuspinnasta välittyy tienpintaan useampia ja suurempia voimia kuin tasaisessa liikkeessä, mikä lisää päällysteiden kulumista tasaiseen ajonopeuteen verrattuna. Ajoneuvon liiketilan muutokset vaikuttavat päällysteiden kulumiseen. Urautumisen taustalla sekä nastat että raskas liikenne Nastarenkaiden vaikutuksia tutkittaessa tehtiin empiiriset urasyvyysmittaukset laserprofilometrillä (Ks. Kuva 2) seitsemässä eri mittauskohteessa Helsingin kaduilla. Syksyn 2011 mittaukset tehtiin 5. 6.10.2011 ja kevään 2012 mittaukset 19. 20.4.2012. Mittaustulosten erotuksena saatiin urautuminen nastarenkaiden käyttöaikana. Jokaisesta mittauskohteesta mitattiin 4-5 poikkiprofiilia, joista tutkittiin kuvan 3 mukaisesti urien maksimiurasyvyys ja poikkipinta-ala. Kuva 2. Esimerkki laserprofilometrillä mitatuista ajourista tunnuslukuineen: urien poikkipinta-ala keltaisella taustavärillä (kuvan tapauksessa 193,0 cm 2 ) ja maksimiurasyvyys (18,5 mm). Mittaustulosten perusteella todettiin, että nastarenkaat kuluttavat päällysteitä taajamanopeuksissa vähemmän kuin maanteillä. Taajamissa muodostuu silti useisiin paikkoihin syviä ajouria lähes yhtä lyhyessä ajassa kuin maanteillä, koska päällysteen deformaatio on voimakasta kohteissa, joissa raskaat ajoneuvot liikkuvat hitaasti ja pysähtelevät. Myös taajamille ja alhaisten ajonopeuksien väylille tyypillisistä kapeista ajokaistoista, reunakivistä ja kevyen liikenteen järjestelyistä johtuva liikenteen keskittyminen samoihin kapeisiin ajouriin lisää urasyvyyden muutoksesta mitattavaa urautumista taajamissa, vaikka päällysteen kvantitatiivinen massamääräinen kuluminen onkin suhteellisesti huomattavasti vähäisempää kuin maanteillä. Liittymäalueiden syvemmät urat johtuvat ensisijaisesti deformaatiosta. Taajamaväylillä raskaan liikenteen ja erityisesti ajoneuvoyhdistelmien osuus on huomattavasti keskimääräistä korkeampi. Taajamissa deformaatio onkin suurin yksittäinen urautumiseen vaikuttava tekijä myös sellaisissa kohteissa, joissa liikenne ei yleensä pysähdy eikä liiku erittäin alhaisella nopeudella. 17
Nastarenkaat vain yksi syy väylien urautumiseen taajamissa Miten nastarenkaiden käyttöä taajamissa kannattaisi rajoittaa? Jos suurissa kaupungeissa kuten Helsingissä päädyttäisiin rajoittamaan nastarenkaiden käyttöä käyttäen perusteena kulumisen aiheuttamaa päällysteiden ylläpitotarvetta, saataisiin rajoituksista merkittävin hyöty väylillä, joiden nopeusrajoitus on vähintään 60 km/h tai päällyste liikennemelua alentava. Myös väylillä, joissa liikenne keskittyy ajoradan geometrian tai poikkileikkauksen takia poikkeuksellisen voimakkaasti kapeisiin ajouriin, voitaisiin saavuttaa merkittäviä säästöjä päällysteiden ylläpitokustannuksissa rajoittamalla nastarenkaiden käyttöä. Nastarenkaiden käytön vähentäminen edellä mainituilla väylillä vähentäisi päällysteiden kulumista merkittävästi, koska ajonopeuden kasvu lisää nastarengaskulumista, ja useat liikennemelua alentavat päällysteet kestävät nastarengaskulumista tavanomaista heikommin alhaisissa ajonopeuksissa. Tämä artikkeli pohjautuu kirjoittajan syyskuussa 2012 valmistuneeseen lisensiaatintyöhön. Teksti: Harri Heikkinen, Aalto-yliopisto Kuva: Sauli Sainio 18
Mitä maanteiden hulevedet sisältävät? T&K Maanteiltä huuhtoutuu hulevesien mukana erilaisia haitta-aineita ympäristöön Mitä maanteiden hulevedet sisältävät? Huleveden mukana maanteiltä huuhtoutuu huomattavia määriä kiintoainetta, metalleja, klorideja ja öljyhiilivetyjä. Myös fosforia ja typpeä huuhtoutuu ajoittain merkittävästi. Uudeltamaalta ja Pirkanmaalta otettujen näytteiden perusteella maanteiden hulevedet ovat likaisia hyvälaatuisiin pohja- tai pintavesiin verrattuna. Lämpötilalla on selkeä vaikutus useiden haitta-aineiden pitoisuuksiin. Huleveden määritelmän mukaan hulevedellä tarkoitetaan maan pinnalta, rakennuksien katolta tai muilta vastaavilta pinnoilta pois johdettavaa sade- tai sulamisvettä. Liikenneviraston kesällä 2011 käynnistämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää liikennemääriltään erilaisten maanteiden hulevesien koostumuksen ja haitta-ainemäärien vuodenaikaisvaihtelua Suomessa. Hulevesissä esiintyvät haitta-aineet voivat heikentää pohjaveden laatua ja pahimmillaan estää sen käytön talousvetenä. Lisäksi hulevesien haitta-aineet voivat samentaa ja rehevöittää pintavesiä sekä olla vahingollisia vesieliöstölle. Maanteiden hulevesien laadun tutkimukseen valittiin viisi näytepistettä, jotka sijaitsivat Helsingissä, Tampereella, Ylöjärvellä ja Kangasalla. Näytepisteet edustivat erityyppisiä teitä sekä eri liikennemäärä- ja nopeusrajoitusluokkia. 19