Helkroppsvibration vid färd på ojämna vägar - Expertrapport

Uppdragsrapport 2000:1

Helkroppsvibrationer vid färd på ojämnavägar. En förstudie.

Utvärdering av risk för ohälsa, upplevt obehag, försämradprestationsförmåga och åksjuka

Ronnie Lundström

Teknisk yrkeshygienBox 7654,907 13 Umeåhttp://umetech.niwl.se/

2 R Lundström

Innehåll

Bakgrund och syfte med föreliggande förstudie 3

Effekter av exponering för helkroppsvibrationer 3

ISO-standard 2631-1 6

Inverkan på hälsa 7Inverkan på upplevt obehag 9Risk för åksjuka 11

Genomförda vibrationsmätningar 12

Utvärdering av mätresultat enligt ISO 2631-1 12

Timmerbilar 12

Inverkan på hälsa 12Modell för utvärdering av en timmerbilsförares exponering under ett skift 16Inverkan på upplevt obehag 17Risk för åksjuka 18

Ambulanser 19

Inverkan på hälsa 19Inverkan på upplevt obehag 23Risk för åksjuka 24

Diskussion 25

Kommentarer och slutsatser 26

Referenser 26

Helkroppsvibrationer på ojämna vägar 3

Bakgrund och syfte med föreliggande förstudie

Vissa delar av det svenska vägnätet anses ha undermålig kvalitet vad gäller vägbanansjämnhet. Detta kan ge upphov till vibrationer som kan medföra en risk för nedsattkomfort, försämrad prestationsförmåga, åksjuka och ohälsa för förare och passagerare.Vibrationerna kan även försvåra förarens möjlighet att kontrollera fordonet på ettkorrekt sätt samt övervakning av instrument vilket reducerar trafiksäkerheten.

Mot denna bakgrund har en förstudie gjorts på två erkänt dåliga vägsträckor, delsriksväg 90 mellan Näsåker och Sollefteå och dels länsväg 950 mellan Helgum ochHolmsta. Vibrationer som påverkar förare och passagerare har uppmätts under färd medtimmerbilar och ambulanser i olika konfigurationer. Resultatet av förstudien förväntasge en indikation på vibrationsbelastningens karaktär med avseende på bland annatmagnitud och frekvensinnehåll. Resultat och erfarenheter från denna förstudie förväntasockså utgöra ett underlag och vägledning vid planering och genomförande av eventuelltfortsatta studier och förslag till åtgärder. Resultat av genomförda vibrationsmätningarsamt hur dessa mätningar har genomförts redovisas i detalj en separat mätrapport(Ahlin, 2000). Det huvudsakliga syftet med denna rapport är att översiktligt redogöraför hittills kända effekter av helkroppsvibrationer (HKV), att referera innebörd ochtillämpning av normer och anvisningar för bedömning av HKVs inverkan på människansamt att ställa erhållna vibrationsdata i relation till dessa.

Effekter av exponering för helkroppsvibrationer

Människan anses vara mest känslig för HKV inom frekvensområdet 0,5 och ca 20 Hz.Inom detta frekvensområde återfinns i allmänhet också de högsta vibrationsnivåernasom en människa utsätts för vid körning av olika typer av fordon. Oftast ärvibrationerna i den vertikala riktningen (z) högre än i de horisontella riktningarna (x,framåt-bakåt; y, sidled). Det är dock viktigt att påpeka att vertikala vibrationer därmedinte nödvändigtvis spelar störst roll ur besvärs- eller skaderisksynpunkt. Vibrationer i dehorisontella riktningarna, och kanske främst i sidled, upplevs i många fall som merbesvärande trots att amplituden kan vara lägre än i den vertikala riktningen. Såsommänniskans rygg är konstruerad kan den inte heller sägas vara optimerad för denskjuvformade belastning som de horisontellt riktade vibrationerna utsätter den för.

Människokroppen är ur mekanisk synpunkt en mycket komplicerad struktur och kanbetraktas som ett mekaniskt system bestående av en mängd delmassor, sammanbundnamed fjädrande och dämpande element. För ett mekaniskt system uppbyggt på detta sättkommer vibrationerna att dämpas vid vissa frekvenser och förstärkas vid andra.Frekvensen när förstärkning inträffar anger kroppsdelens resonansfrekvens. Genomhumanförsök har resonansfrekvenser för några olika kroppsdelar kunnat fastställas. Förvibrationsbelastning i den vertikala riktningen (z) redovisas några i Tabell 1. Uppgifterav detta slag kan således ge viss vägledning om var i kroppen som storavibrationsbelastningar kan tänkas uppkomma under olika vibrationsförhållanden.Resonansfrekvenserna för buk- och axelpartierna anses ligga inom området 4-8 Hz.Huvudet kommer i resonans vid 20-30 Hz och ögonkloten vid 60-80 Hz. Ryggensresonansfrekvens ligger ungefär inom frekvensområdet 4-6 Hz. Vertikala HKV inomdetta frekvensområde kan således ge upphov till kraftigt ökad belastningen på kotor,

4 R Lundström

leder och mellankotskivor (diskar). Förhållandena blir emellertid helt annorlunda för dehorisontella riktningarna. Detta beror inte minst på att skelettet har en bärande funktioni vertikal riktning.

Tabell 1. Resonansfrekvenser för några kroppsdelar vid exponering förhelkroppsvibrationer i vertikal riktning.

Kroppsdel Resonansfrekvens (Hz)

Ögonglob och inre ögonstrukturer 30-90Huvud 10-20Axelparti 4-6Överdelen av bålen, ländrygg 3-6Ryggrad 4-6Mellangärde 10-12Buk 4-8Benen, böjda till raka 2-20

Generellt sett kan dock konstateras att kunskaperna om HKVs inverkan påmänniskan fortfarande är begränsad. Det är, trots att relativt omfattande forskningutförts inom området, svårt att utifrån erhållna forskningsresultat dra några säkraslutsatser. Ett skäl är att flera andra arbetsmiljöfaktorer sannolikt kan samvariera medHKV på ett sådant sätt att det är omöjligt att separera en eventuell effekt av vibrationerfrån en effekt av andra faktorer. Därtill kommer att många studier, främst rörande deakuta effekterna av helkroppsvibrationer, är utförda i militära sammanhang vilket oftainneburit en hård selektion av studieobjekten till friska yngre män med god fysik.

Effekterna av HKV delas lämpligen upp i akuta, kroniska samt bestående besvär. Deakuta effekterna kan vara av tillfällig och övergående karaktär och uppkommer oftast idirekt anslutning till exponeringstillfället. Bestående besvär kan även uppkomma ifallen akut exposition tillfälligtvis varit extrem. Särskilt besvärande eller skadliga kaninslag av stötar eller plötsliga kast i vibrationsförloppen vara.

Stort intresse har i forskningssammanhang riktats mot hur människan subjektivtupplever och akut påverkas av HKV. Monotona vibrationer med låga frekvenser,företrädesvis sinusformade rörelser under ca 5 Hz, har visats verka sövande ellertröttande, en nog så allvarlig effekt i de sammanhang där vibrationerna förekommer,t.ex. i fordon och flygplan. Ej monotona HKV, och särskilt sådana som har inslag avstötar tycks däremot ha motsatt effekt, dvs. vara väckande, aktiverande ochstressframkallande.

Styrkan på de HKV som förekommer i arbetslivet överskrider ofta människansförnimmelsetröskel vilket innebär att vårt känselsinne aktiveras. Hjärnan får härigenomen stor mängd information från sinnesorganen som måste behandlas och tolkas. Vidlängre exponeringar kan detta vara mycket tröttande vilket i sin tur påverkarkoncentrationsförmågan, graden av vakenhet samt reaktionstiden. En persons subjektivaupplevelse av HKV beror bland annat av vibrationens frekvens, styrka och varaktighetsamt var och på vilket sätt som den tillförs kroppen. Generellt kan sägas att ju högrefrekvensen blir desto mer blir upplevelsen lokaliserad till kontaktytan mellan personenoch det vibrerande underlaget. Frekvenser under några Hz uppfattas i allmänhet av helakroppen medan frekvenser över ca. 30 Hz förnims av kroppsdelar i kontakt med


vibrationskällan. Det har också kunnat konstateras att HKV ger upphov till en tillfälligmen övergående förhöjning av förnimmelsetröskeln.

Besvär som uppkommer till följd av helkroppsvibrationer kan vara av generellkaraktär, exempelvis obehag och icke specifika stressreaktioner av typen huvudvärk,yrsel, trötthet, illamående, svettning, synstörningar, mm. Att huvudet kommer isvängning kan i vissa fall vara förklaringen till en rad av stressreaktionerna. Effekternakan sannolikt också framkallas genom förnimmelser förmedlade till hjärnan via vårasinnesorgan. Balansorgan, syn och känselsinne utgör viktiga faktorer i dettasammanhang.

Som tidigare har framgått har ögonen resonansfrekvenser inom området 30-80 Hz.Det exakta läget kan inte specificeras eftersom det är helt beroende av individuellafaktorer. Exponering för HKV vid eller i närheten av resonansfrekvenserna förstärkergivetvis effekterna. Synskärpan kan vid exponering vid resonansfrekvensen kraftigtförsämras vilket kan verka tröttande men också öka risken för olycksfall.

Vibrationerna kan också komma att påverka balansorganet med bland annat yrsel ochillamående som följd. Sannolikt uppkommer denna effekt på grund av enöverstimulering av de receptorer som finns inne i balansorganet, vilka normaltregistrerar rörelse- och lägesförändringar av kroppen. Det är dock inte bara impulserfrån balansorganet som påverkar vårt jämviktssinne utan andra sinnesintryck är ocksåstarkt inblandade. Alla sinnesintryck behandlas av hjärnan och de effekter somvibrationerna har visat sig utlösa kan vara någon form av koordinationsfel. Impulsernafrån balansorganet kan då inte koordineras med motsvarande synintryck,känselupplevelse och lägesförändring. Rörelsesjuka (åksjuka, sjösjuka) är nog den mestkända effekten av vibrationer i detta avseende. Effekten är mest påtaglig vid mycketlåga vibrationsfrekvenser, lägre än 1 Hz.

Helkroppsvibrationer anses även kunna påverka hjärtmuskelaktiviteten. Ökadhjärtverksamhet vid måttlig vibrationsexponering (omkring 1 m/s2) har satts i sambandmed ökad andningsfrekvens, lungventilation och stegrad syreförbrukning. Sambandetkan möjligen förklaras av en ökad belastning på skelettmuskulaturen, en anspänningsom sker på bekostnad av energi som i slutändan aktiverar hjärta och lungor. Ettalternativ är att sinnesorgan i lungor och andningsvägar aktiveras med en stegradandningsaktivitet som resultat.

Våra kunskaper om kroniska (dvs. långvariga och utdragna besvär med envaraktighet längre än 6 månader) och bestående besvär av HKV är mycketofullständiga. De bäst belagda effekterna är belastnings- och förslitningsskador på ben,leder, muskulatur och ligament, främst i rygg- och ländpartierna. Ett antalepidemiologiska studier visar på en överfrekvens av ryggsjukdomar iarbetstagargrupper exponerade för HKV. Det är emellertid svårt att skilja effekten avHKV från exempelvis effekter av vridna arbetsställningar, tunga lyft eller mycketstillasittande. Det finns dock studier som påvisar högre frekvens av ryggåkommor blanddem som arbetar i kraftigt vibrerande fordon jämfört med dem som arbetar i mindrevibrerande. Detta kan vara en indikation på att någon form av ”exponerings-svars-samband” och orsakssamband kan föreligga. Det är även känt att många förarstolarvibrerar som mest vid ryggens resonansfrekvens, dvs. 4-5 Hz.

6 R Lundström

Vibrationsexponering i sittande ställning innebär ett ökat muskelarbete som kanpåvisas metaboliskt. Under exponeringen förekommer mer eller mindre kraftigavibrationer i muskler och muskelgrupper. Medvetet eller omedvetet kan detta leda tillmuskelsammandragningar och långvariga spänningstillstånd i muskulaturen med ökadtrötthet som följd. Det är rimligt att anta att dessa ökade muskelkontraktioner kan ledatill sjuklighet i rörelseapparaten. Exponering för sittande helkroppsvibrationer vid enfrekvens på 5 Hz har visats påskynda utvecklingen av muskeltrötthet och leda till meruttalad muskeltrötthet. Resultat av EMG-undersökningar antyder att förändringarna vidsittande är vibrationsbetingade störningar i blodcirkulationen.

Bland övriga rapporterade bestående besvär kan nämnas parestesier (stickande,krypande känsla) i benen. Besvären åtföljs i dessa fall av irritation och obehag undervila. Det är rimligt att tro att dessa besvär kan bero på HKV, främst om exponeringensker stående på ett vibrerande underlag. Hand-arm-vibrationer kan framkalla sammaeffekt i handen, och här är sambandet klart visat. Det finns därför all anledning atthävda att vibrationer som leds in i kroppen via fötterna också skulle kunna ha sammaeffekt. Detta stärks också av den temporära nedsättning i förmågan att känna vibrationersom uppträder efter en exponeringsperiod.

Även ett samband mellan magåkommor och HKV har påtalats. Magkatarr, magsåroch tarmbesvär av olika slag har visats förekomma i högre frekvens hos personerexponerade för HKV. Det finns dock inga klara belägg för att det är enbartvibrationerna som utgör den mest skadliga faktorn. Skiftarbete, oregelbundna måltider,felaktiga kostvanor och mycket stillasittande kan också tänkas orsaka dessa besvär. Påsamma sätt har urogenitala besvär hänförts till exponering för helkroppsvibrationer,men beläggen för ett orsakssamband är svaga.

ISO-standard 2631-1

För mätning och bedömning av HKVs inverkan på människa används deninternationella standarden ISO 2631-1 (1997). Denna standard är tillämpbar för HKVsom överförs till människan i fordon, arbetsmaskiner, byggnader eller i närheten avproduktionsmaskineri via;

− fötter på en stående person− fötter, rygg samt stuss på en sittande person− kroppens kontaktytor vid liggande ställning.

Förutom beskrivning av hur HKV skall mätas och kvantifieras ger ISO 2631-1 ävenvägledning för hur HKVs inverkan på hälsa, perception, komfort samt symtom pårörelsesjuka, t ex. åksjuka eller sjösjuka, skall bedömas. Standarden omfattarvibrationer med frekvenser inom området 0.5-80 Hz för hälsa, perception och komfortoch inom området 0.1-0.5 Hz rörelsesjuka. Denna standard har också getts ut av SISsom svensk standard med beteckningen SS-ISO 2631-1 (1998).


Inverkan på hälsa

Riktlinjerna för hälsa omfattar periodiska, brusartade och stötformade (transienta)helkroppsvibrationer. Mätningar och bedömningar skall göras i tre vinkelräta riktningar,x (framåt-bakåt), y (sidled) och z (vertikalt) vilka finns definierade i ettkoordinatsystem i standarden. Den kvantitet som primärt skall användas för att beskrivavibrationsamplituden är frekvensvägd acceleration (ms -2) uttryckt i effektivvärdet (rms).Frekvensvägningen är lika för de horisontella riktningarna (x, y) men skiljer sig frånden i vertikal riktning (z). Lite förenklat kan vägningsfaktorn sägas vara 1 inomfrekvensområdet 4-8 Hz och 1-2 Hz för den vertikala riktningen respektive dehorisontella riktningarna. Inom dessa frekvensband antas människan vara särskiltkänslig för vibrationerna beroende bland annat på kroppens biodynamiska egenskaper.Utanför dessa frekvensområden minskar vägningsfaktorn både med minskande samtökande frekvens. För närmare information om frekvensvägningsförfarandet hänvisas tillSS-ISO 2631-1 (1998).

I situationer där vibrationsförloppen har starka inslag av stötar och slag påtalas i ISO2631-1 att utvärdering baserad på rms-nivåer möjligen kan underskatta risken. Tvåalternativa nivåmått finns därför beskrivna, nämligen MTVV ”Maximum TransientVibration Value” samt VDV ”Vibration Dose Value”. MTVV är det högsta värdet somdet löpande rms-värdet (integrerat över 1 sekund) antagit under den period somregistrerats. VDV är baserat på den frekvensvägda accelerationsnivån upphöjt till fyra.Båda måtten tar således större hänsyn till om kortvariga stötar förekommer. Förnärmare beskrivning av dessa mått hänvisas till mätrapporten (Ahlin, 2000) samt SS-ISO 2631-1 (1998).

Bedömningen av helkroppsvibrationers inverkan på hälsan skall göras separat förrespektive riktning. De frekvensvägda accelerationerna för de horisontella riktningarnamultipliceras med en konstant (1.4) som syftar till kompensera för människans olikakänslighet. Det högsta värdet används för riskbedömningen. Det bör noteras att ifallaccelerationsamplituderna är jämförbara för två eller flera riktningar så används iblandsummavektorn.

Bedömningen av hälsorisk görs utifrån ett diagram, som återfinns i en bilaga tillstandarden (Annex B), i vilket två bedömningszoner (Health guidance caution zones),A och B, finns inlagda (Figur 2). Dessa baseras på resultat från undersökningar som,förenklat uttryckt, indikerar olika relationer mellan acceleration och exponeringstid fören given grad av hälsorisk. Med hälsorisk avses framförallt inverkan på ländrygg ochtillhörande nervsystem. Zon A indikerar att människans känslighet, för en givenexponeringstid (T), står i relation till a2 och Zon B till a4. Bilagetexten ger emellertidinte någon konkret vägledning eller rekommendation för vilken av dessa som börtillämpas i en given situation. Det antyds dock i tidigare avsnitt i standarden attrelationen a4 , dvs. Zon B, troligen är mer adekvat när exponeringen har inslag avstötformade vibrationer med relativt kort varaktighet. Det bör dock observeras attzonerna i stort sätt sammanfaller för exponeringar med varaktighet inom 4 till 8 timmar.För både zon A och B gäller att för exponeringar;

– under zonen har inte några hälsoeffekter vare sig klart kunnat dokumenteras ellerobjektivt observerats,

– inom zonen föreligger potentiell hälsorisk,– ovanför zonen är hälsorisk sannolik.

8 R Lundström

0,1

1

10

24840,510 min1 min

Zon A

Zon B

Exponeringstid, tim

Fre

kven

sväg

d ac

cele

ratio

n, m

s-2

Figur 2. Vägledningszoner för bedömning av hälsorisk till följd av exponering förhelkroppsvibrationer (modifierad från SS-ISO 2631-1998).

Om en individuell fordonsförares totala vibrationsbelastning är sammansatt av fleraperioder med olika accelerationsnivåer under en arbetsdag skall denna sammansattakörsituation beaktas och beräknas. Vid beräkningen skall även hänsyn tas till periodersom inte innebär någon vibrationsbelastning. ISO 2631-1 ger vägledning i dettaavseende och den totala frekvensvägda belastningen för exempelvis en arbetsdagberäknas enligt:

aw, e =aw,i

2 ⋅Ti∑Ti∑

1/ 2

(ms-2) (Formel 1)

där aw,i är den frekvensvägda accelerationen för exponeringsperioden T i.

Frekvensvägd accelerationsnivå för dominerande riktning bestämd enligtovanstående formel skall därefter jämföras med Zon A i Figur 2.

VDV är mått på vibrationsdos och är därigenom alltid kopplat till mättiden. Om dentotala exponeringen över en arbetsdag består av en eller flera perioder för vilka VDV-värdet och durationen är känd kan ett VDVTotal beräknas enligt följande:

VDVTotal = VDVi4

i∑

1 / 4

(ms-1.75) (Formel 2)

där VDVi är VDV-värdet för exponeringsperioden i.

Utvärdering utifrån VDV utgår från Zon B i Figur 2. Erhållna VDV-värden är dockinte direkt jämförbara med de accelerationsnivåer som anges i Figur 2. Zon-gränserna


motsvaras uppskattningsvis av VDV-värdena 8.5 och 17. ISO 2631-1 ger inga klaradirektiv om hur VDV-värdena skall tolkas.

För närvarande finns ej några bestämmelser eller föreskrifter för helkroppsvibrationerfastställda av Arbetarskyddsstyrelsen.

I Tabell 2 visas en sammanställning av frekvensvägda accelerationsvärden erhållnavid mätningar på olika typer av maskiner och arbetsfordon. Som framgår föreliggerrelativt stor variation mellan de lägsta och högsta värdena. Eftersom angivna värden ärresultatet av stickprovsmätningar under normalt arbete bör dessa enbart betraktas somen indikation om inom vilket amplitudintervall som vibrationerna förväntas ligga. Bådelägre och högre värden kan sannolikt därför erhållas om mätningar görs under andraarbetsförhållande, körunderlag, körhastigheter etc. eller med andra maskinrelateradefaktorer såsom fordonsmodell, fabrikat och egenskaper i förarstol etc.

Tabell 2. Sammanställning av frekvensvägda accelerationsamplituder erhållna vid mätningarpå några olika typer av maskiner och arbetsfordon.

Frekvensvägd acceleration (ms-2)

Maskintyp Riktning Min Medel Max

Traktorgrävare X 0.2 0.75 1.9Väghyvel Z 0.35 0.8 1.3Truck/dumper Z 0.35 1.15 2.3Gaffeltruck Z 0.3 1.0 2.8Hjullastare Z 0.4 1.2 2.3

X 0.2 1.0 2.4Bandlastare Z 0.4 0.8 2.0

X 0.5 0.75 1.0Bandschaktare Z 0.3 0.75 2.0

X 0.3 0.75 2.2Grävmaskin Z 0.2 0.55 1.8

X 0.05 0.7 2.3Lok Z 0.1 0.2 0.4Jordbruks och skogstraktor Z 0.15 0.75 1.8

Inverkan på upplevt obehag

Det är allmänt känt att en given vibrationsbelastning i vissa fall kan uppfattas sommycket besvärande eller oacceptabel medan det i annat sammanhang inte alls upplevspå samma sätt. I ISO 2631 används begreppet komfort men det har hävdats från flerahåll att begreppet ”upplevt obehag” på ett bättre och mer adekvat sätt speglarupplevelsen. I den fortsatta framställning används därför detta begrepp.

Flera faktorer medverkar till graden av upplevt obehag av vibrationer i exempelvis ettarbetsfordon. I ISO 2631-1 (avsnitt 8.2) föreslås därför att frekvensvägdaaccelerationsnivåer för vibrationsriktningarna sammanvägs till ett totalvärde sominnehåller bl.a. bidrag från sits, ryggstöd, fötter och rotation. Bidragen till upplevelsenfrån de olika komponenterna beläggs i sin tur med olika viktningsfaktorer. I dennarapport redovisas mot denna bakgrund två ”upplevelseviktade” vibrationsnivåer, aw,v

samt MTVVV. Eftersom alla vibrationsnivåer inte har uppmätts i denna förstudie har enapproximation gjorts (Ahlin, 2000). För mer detaljerad information om nivåmått för

10 R Lundström

bedömning upplevt obehag hänvisas till förstudiens mätrapporten (Ahlin, 2000) samtSS-ISO 2631-1 (1998).

Eftersom begreppen komfort och upplevt obehag, som tidigare påpekats är oerhörtkomplext, kan därför inte några exakta gränser för olika grad av upplevelse inte anges,vilket också påpekas i ISO 2631-1. Nedanstående tabell anger gränser, enligt avsnittC.2.3 i ISO 2631-1 (Tabell 3), för upplevelseviktade accelerationsnivåer i relation tillupplevt obehag baserad på erfarenhet från allmänna kommunikationsmedel.Zongränserna i ISO 2631-1 överlappar varandra vilket till viss försvårar klassificeringav erhållna vibrationsdata i obehagsklasser. Av denna anledning har zongränserna förupplevt obehag modifierats något i denna framställning. Dessa modifierade gränser,med beteckningen OZ 1 – OZ 6, används i denna rapport för bedömning av upplevtobehag.

Tabell 3. Zongränser för obehag enligt ISO 2631-1 samt definition av zongränsindelning somanvänds i denna rapport.

Upplevt obehag Zongränser i denna rapport

ISO 2631 (ms-2) (ms-2) Beteckning

Ej obehagligt <0.315 <0.315 OZ 1Något obehagligt 0.315-0.63 0.315-0.5 OZ 2Ganska obehagligt 0.5-1 0.5-0.8 OZ 3Obehagligt 0.8-1.6 0.8-1.25 OZ 4Mycket obehagligt 1.25-2.5 1.25-2 OZ 5Extremt obehagligt >2 >2 OZ 6

När vibrationsexponeringen består av två eller flera perioder med olikaupplevelseviktade accelerationsnivåer och varaktigheter skall den sammansattakörsituationen beaktas och beräknas på ett motsvarande sätt som för inverkan på hälsa.För bedömning av inverkan på upplevt obehag beräknas totalnivån för perioden T:

aw, v =aw,i

2 ⋅ Ti∑Ti∑

1/ 2

(m/s2) (Formel 3)

eller

aw, v =aw,i

4 ⋅ Ti∑Ti∑

1/ 4

(m/s2) (Formel 4)

där aw,i är den upplevelseviktade accelerationen för exponeringsperioden Ti.

I vissa situationer när vibrationsmiljön innehåller kraftiga inslag av stötar, dvs. i defall där den s.k. toppfaktorn (topp/rms) överskrider 9, är det enligt ISO 2631-1 intemöjligt att utvärdera inverkan på obehag med stöd av upplevelseviktade rms-nivåer.Skälet anges vara att inverkan på upplevelsen av obehag underskattas när vibrationernainnehåller höga toppvärden vilkas inverkan underskattas av rms-nivåerna. I dessa fall


skall därför löpande rms-, MTVV- och VDV-nivåer istället användas. Någon sådanutvärdering har dock inte gjorts i denna rapport eftersom det inte framgår av ISO-standarden hur dessa nivåer skall bedömas.

Risk för åksjuka (rörelsesjuka)

Riktlinjer för hur risk för uppkomst av åksjuka (rörelsesjuka) skall utvärderas framgårav Annex D i ISO 2631-1. Sannolikheten att åksjuka uppkommer ökar med ökandeduration av vibrationsexponering. Om exponeringen pågår över lång tid eller oftaupprepas sker oftast en anpassning (adaptation) till vibrationsexponeringen varförrisken för åksjuka minskar.

Det finns två alternativa sätt att beräkna ett dosvärde för åksjuka, MSDV (”MotionSickness Dose Value”). Det första alternativet, vilket om möjligt bör användas, baseraspå åksjuke-viktade accelerationsnivåer insamlade över hela den aktuellaexponeringsperioden. Det är bara accelerationsnivåer i z-riktningen som skall beaktas.Vid frekvensvägningsförfarandet tas huvudsakligen hänsyn till accelerationsnivåerinom frekvensområdet 0.1-0.5 Hz. Beräkning av MSDVZ för exponeringstiden T görsenligt;

MSDVZ, T = aw t( )2( )dt0

T

∫

1 / 2

(ms-1.5) (Formel 5)

där aw(t) är åksjukeviktade accelerationsnivån i z-riktningen ochT den totala exponeringsperioden i sekunder.

Om rörelsen är kontinuerlig och med approximativt konstant nivå kan MSDVZ

uppskattas med hjälp av rms-nivåer uppmätta under en kortare period (normalt intelängre period än 240 sekunder) enligt;

MSDVZ, T = awT 1/2 (ms-1.5) (Formel 6)

där aw(t) är åksjukeviktade accelerationsnivån i z-riktningen ochT den totala exponeringsperioden i sekunder.

Det föreligger en stor variation mellan individer vad avser känsligheten för utvecklasymptom på rörelsesjuka. Det har kunnat konstateras att kvinnor är mer benägna attutveckla symtom än män samt att förekomsten av symptom minskar med ökande ålder.Den procentuella andelen av personer som utvecklar rörelsesjuka, PX%, med kräkningsom följd för exponeringstiden T tycks vara relaterat till det approximativa sambandet;

PX%, T = km ⋅ MSDVZ,T (%) (Formel 7)

Konstanten Km varierar mellan olika populationer men för en mixad och ej adapteradpopulation av vuxna kvinnor och män bedöms den vara 1/3. Detta exponerings-svars-samband är baserad på exponeringar som varat från 20 minuter till ungefär 6 timmarmed en förekomst av kräkning upp till 70%. Utifrån detta antagna samband kan manäven uppskatta den exponeringstid som krävs för att generera en viss prevalens av

12 R Lundström

åksjukesymptom. Vid antagandet om att 2% de åkande (P2%), dvs en prevalens på 2%,utvecklar symptom kan exponeringstiden TÅs i timmar beräknas enligt;

TÅs

=P2%

2

aw,v2 ⋅ km

2 =22

aw,v2 ⋅ 1/3( )2 ≈

0.01

aw ,v2 (Timmar) (Formel 8)

Genomförda vibrationsmätningar

Vibrationsmätningar har utförts under normal körning på berörda vägsträckor underperioden 27-29 oktober 1999. Mätobjekten var två olika lastbilar (en nyare Scania ochen äldre Volvo) som framfördes med och utan släp i både lastat och olastat tillstånd(Tabell 4). Mätningar har också utförts vid körning av två olika ambulanser, en storChevrolet och en Mercedes. Vibrationsregistreringarna har gjorts på förar- ochpassagerar/patientplats. Samtliga mätningar samt efterföljande analys avvibrationsnivåer har genomförts av Ingemansson Technology AB och resultatet finnsredovisat i en särskild mätrapport (Ahlin, 2000).

Tabell 4. Körningar vid vilka vibrationsmätningar har genomförts (Ahlin, 2000).

Fordonskategori Beteckning Fordon Vägavsnitt

Timmerbil STT Scania tom med tomt släp Rv 90STU Scania tom utan släp Rv 90STT Scania tom med tomt släp Rv 90/950SLL Scania lastad med lastat släp Rv 90SLU Scania lastad utan släp Rv 90VTT Volvo tom med tomt släp Rv 90VTU Volvo tom utan släp Rv 90

Ambulans CHF Chevrolet i hög fart Rv 90MLF Mercedes i låg fart Rv 90MHF Mercedes i hög fart Rv 90M Mercedes i den fart det fart det blev 950

Utvärdering av mätresultat enligt ISO 2631-1

Timmerbilar

Inverkan på hälsaAv den tekniska mätrapporten framgår en tydlig skillnad i vibrationsbelastning påföraren vid körning på Rv90s gamla och nya del (betecknas i fortsättningen Rv90grespektive Rv90n). Detsamma gäller även för eventuell passagerare. För att illustreradetta redovisas i Figur 3 det löpande rms-värdet för mätningar gjorda i x-, y- och z-riktningen på ett förarsäte och z-riktningen på durken i förarhytten på en Scania vid färdfrån Näsåker till Sollefteå. Körningen på den gamla delen av Rv90 utgör ungefärligende första 26 minuterna av registreringen. Den ekvivalenta accelerationsnivån för dennaperiod är ca. 0.7 ms-2. Återstående del av registreringen (ca. 5 minuter) utgörs av


körning på nya delen av Rv90 och som framgår sjunker accelerationsnivån markant vidinträdet till detta vägavsnitt. Den ekvivalenta vibrationsnivån sjunker med mer än enfaktor 2, till ca. 0.3 ms-2. En frekvensanalys av motsvarande tidsavsnitt redovisas i Figur4. Av effekt-täthets-spektrat (PSD; m2s-3) framgår att belastningen på förare (ochpassagerare) i huvudsak består av vibrationer med frekvenser lägre än 10 Hz. Topparnai erhållna PSD-spektra återfinns oftast inom området 1-2 Hz.

Ovanstående iakttagelser kan generellt sägas vara giltigt även för övriga körbetingelser.För närmare och mer detaljerad information hänvisas till den tekniska mätrapporten(Ahlin, 2000).

Figur 3. Löpande rms-värde för körning med timmerbil (Scania, utan last och utan släp) pågammal och ny del av Rv90 mellan Näsåker och Sollefteå (från Ahlin, 2000).

För mer information, se text.

I Tabell 5 har mätresultaten för de olika körbetingelserna med de olika timmerbilarnasammanställts med särredovisning av färd på den gamla och nya delen av Rv90, dvs.Rv90g respektive Rv90n. I sammanställningen ingår även körning med en Scania (tombil och tom släp) på väg 950.

Zon-gränserna för bedömning av risk för hälsoinverkan enligt ekvation B.1 i ISO2631-1 är ca. 0.45 ms-2 och 0.8 ms-2 vid ett antagande om att körning för de olikakörbetingelserna skulle pågå under 8 timmar per dag. Värdena i Tabell 5 föraccelerationsnivåerna i x- och y-riktningarna har multiplicerats med en faktor 1.4 enligtanvisning i ISO 2631-1 (sektion 7.2.3). Med antagandet att körning sker på den gamladelen av Rv 90 under en hel arbetsdag om 8 timmar är större delen av erhållnavibrationsvärdena inom Zon A för alla körbetingelserna. För Volvon är värdena till ommed ovanför zon A. Enligt ISO 2631-1 bedöms därför dessa exponeringar varaförenliga med en potentiell hälsorisk och för Volvons del förenlig med en sannolik

14 R Lundström

hälsorisk. Med körning med Scania-bilen (olastad och utan släp) på vär 950 erhållsockså ett relativt högt värde för z-riktningen.

Figur 4. Effektäthets-spektrum (PSD) för körning med timmerbil (Scania, utan last och utansläp) på gammal och ny del av Rv 90 mellan Näsåker och Sollefteå (från Ahlin, 2000).

För mer information, se text.

Det högsta värdet på det löpande rms-värdet i respektive mätriktning underregistreringsperioden ges av MTVV-värdet (Maximum Transient Vibration Value). ITabell 4 är MTVV-värdena för de horisontella riktningarna viktade med 1.4. Avtabellen framgår att MTVV-värdena i vissa fall når upp till relativt höga nivåer vidkörning på Rv90 men också på väg 950. För Volvo-bilen vid körning med tom bil ochutan släp registrerades exempelvis ett MTVV-värde på strax över 4 m/s2 för z-riktningen. Förhållandet mellan MTVV och accelerationsnivåerna är under vissakörbetingelser upp till ca. 4 gånger. Detta innebär att vibrationsmiljön i många av fallenhar inslag av stötar.

VDV är som tidigare påtalats ett ”dos”-mått som är relaterat till uppmätt tidsperiod.Gränserna för Zon B uttryckt i VDV-värden motsvaras av 8.5 och 17 (se tidigareavsnitt). Som framgår av Tabell 5 så erhålls anmärkningsvärt höga VDV-värden vidkörning på den gamla delen av Rv90 och väg 950 trots att mättiden är relativt kort.VDV-värdena är markant högre i z-riktningen. De anmärkningsvärt höga VDV-värdensom erhållits bekräftar att vibrationsförloppen innehåller ett stort inslag av stötar ochkrängningar.

I Figur 5 redovisas VDVTotal-värden (beräknad enligt formel 2) för z-riktningen vidantagandet att körning på de olika vägavsnitten (Rv90g, Rv90n eller väg 950) skulle skeunder en hel arbetsdag om 8 timmar. Av figuren framgår att VDVTotal-värdena äranmärkningsvärt höga för körning på Rv90s gamla del men även på väg 950. VDV-


värdena ligger i övre halvan av Zon B och i två fall till och med ovanför vilket skulleinnebära potentiell respektive sannolik risk för ohälsa.

Tabell 4. Uppmätta värden, relevanta för hälsobetraktelser med avseende påförarplats i timmerbilar.

Acceleration (ms-2) MTVV (ms-2) VDV (ms-1.75)

Fordon Sträcka Tid (s) X Y Z X Y Z X Y Z

Riksväg 90STU g 1560 0,43 0.52 0.72 1.07 0.86 2.33 2.93 3.24 6.57STU n 186 0,17 0.21 0.30 0.42 0.33 0.58 0.89 0.77 1.51STT g 1500 0,50 0.53 0.75 1.08 1.00 2.71 3.38 3.30 7.27STT n 184 0,15 0.21 0.32 0.26 0.28 0.54 0.60 0.75 1.59SLU g 1800 0,32 0.43 0.57 0.61 0.90 1.50 2.14 2.82 5.39SLU n 217 0,11 0.21 0.32 0.20 0.26 0.53 0.46 0.74 1.56SLL g 1950 0,38 0.42 0.57 0.78 0.75 2.50 2.72 2.79 6.18SLL n 217 0,15 0.18 0.28 0.27 0.27 0.76 0.66 0.67 1.59VTU g 1440 0,63 0.59 1.00 1.64 0.98 4.10 4.21 3.53 9.14VTU n 183 0,18 0.22 0.39 0.34 0.37 0.75 0.72 0.82 1.84VTT g 1440 0,59 0.59 0.96 1.51 0.97 2.93 3.93 3.55 8.38VTT n 168 0,20 0.21 0.38 0.31 0.34 0.69 0.70 0.76 1.75

Väg 950STT 1380 0,38 0.49 0.64 1.19 1.09 3.47 2.77 3.16 7.61

0

5

10

15

20

STU

Rv9

0g

STU

Rv9

0n

STT

Rv9

0 g

STT

Rv9

0n

SLU

Rv9

0g

SLU

Rv9

0n

SLL

Rv9

0g

SLL

Rv9

0n

VT

U R

v90g

VT

U R

v90n

VT

T R

v90n

VT

T R

v90n

STT

950

VDVz (8)VDVy (8)VDVx (8)

VD

V Tot

(8

timm

ar),

ms-1

.75

Figur 5. Sammanställning av VDVTotal-värden vid antagande om att körning skulle skepå de olika vägavsnitten under en arbetsdag om 8 timmar. Streckade linjer visar

uppskattade VDV-gränser (8.5 och 17) för hälsoriskzon B i Figur 2.

16 R Lundström

Modell för utvärdering av en timmerbilsförares exponering under ett skiftDe mätvärden som redovisats i föregående avsnitt speglar enbart de vibrationsnivåersom föraren utsatts under mätperiodernas varaktighet. Utifrån dessa data erhållsinformation om storleken på de vibrationsnivåer som produceras under olikakörförhållande på olika vägavsnitt. Dessa data ges således en fingervisning om vilkaperioder som förorsakar de mest betydelsefulla tillskotten till förarens totalavibrationsbelastning. En fordonsförares arbetsdag är i de flesta fallen sammansatt avkörning på många olika delsträckor som var och en producerar vibrationsbelastningmed varierande styrka och duration.

Det går naturligtvis inte att konstruera en generell utvärderingsmodell giltig för allatimmerbilsförare eftersom det är alltför många faktorer som har inverkan på det slutligaresultatet. Körförhållanden med avseende på exempelvis vägegenskaper, sommar-respektive vinterväglag, körhastighet, körsträckornas sammansättning och längd,förarens körsätt, förarstolens egenskaper. Listan på ingående och påverkande faktorerkan således göras mycket lång. Nedanstående modell, i form av en hypotetisk körcykel,(Tabell 6) utgör ett försök att illustrera hur en timmerbilsförares dagligavibrationsbelastning kan uppskattas med utgångspunkt från de data som uppmätts.Beräkningar baseras på Formel 1. Vägsträckan från Sollefteå till avlastningsplatsen är,enligt uppgift från Vägverket (JG), inte fullt så jämn som Rv90n. Någon korrektion fördetta har emellertid inte gjorts utan sträckan betraktas i modellen vara av sammastandard som Rv90n. I modellen betecknas dock denna vägsträcka ”1/2-jämn” medsyfte att markera att den har en annan vägstandard än Rv90n. Skogsbilvägen antasdäremot generera ca. 20% högre accelerationsnivå än det nya vägavsnittet (Rv90n).Modellen medger även en teoretisk möjlighet att studera inverkan av vägförbättrandeåtgärder på förarens vibrationsbelastning.

Tabell 6. Modell för beräkning av ekvivalenta vibrationsnivåer utgående från en hypotetiskkörcykel på 3 timmar med timmerbil på Rv 90. L=lastad; OL=olastad.

Tidsåtgång Antagen nivå-Kör/arbetsmoment (minuter) Mätdata korrektion

Lastning, timmerupplägg i trakten av Näsåker 10 - -Körning, skogsbilväg ned till Rv 90 10 Rv90n (L) 1.2Körning, ojämn del av Rv 90 (g) 25 Rv90g (L) 1.0Körning, jämn del av Rv 90 (n), bl.a. genom Sollefteå 20 Rv90n (L) 1.0Körning, ”1/2”-jämn del av Rv 90 25 Rv90n (L) 1.0Lossning 10 - -Körning, ”1/2”-jämn del av Rv 90 25 Rv90n (OL) 1.0Körning, jämn del av Rv 90 (n), bl.a. genom Sollefteå 20 Rv90n (OL) 1.0Körning, ojämn del av Rv 90 (g) 25 Rv90g (OL) 1.0Körning, skogsbilväg upp till timmerupplägg. 10 Rv90n (OL) 1.2

Som framgår av Tabell 7 medför denna ”sammansatta” exponering vid körning på”befintliga” vägavsnitt rms-nivår som nära nog tangerar eller till och med överskriderden undre gränsen i Zon A (se Figur 2). Detta innebär således att en potentiell hälsoriskskulle föreligga, vid antagandet att denna vibrationsnivå är representativ för en helarbetsdag, trots att i det i den antagna körcykeln ingår 2 helt vibrationsfria perioder omvardera 10 minuter i samband med lastning och lossning. För motsvarande VDVTotal-


värden, beräknade för tre körcyklar, gäller däremot att nivåerna för z-riktningen klartligger inom intervallet där potentiell risk för ohälsa föreligger (Tabell 8).

I tabellerna 7 och 8 redovisas även vilken effekt som en åtgärd av den gamla delen avRV90 till en standard motsvarande Rv90n skulle innebära på rms- och VDV-nivåerna.Den totala vibrationsbelastningen sjunker som framgår relativt markant. Rms- ochVDV-nivåerna blir ca. 20-30% respektive 40-50% lägre och hamnar underriskzonsgränserna. Någon risk för ohälsa skulle därmed inte föreligga efter denna åtgärdenligt ISO 2631-1.

Tabell 7. Resultat av beräkning av ekvivalenta accelerationsnivåer för en antagen körcykelmed timmerbil med en varaktighet om 3 timmar vid körning på ”befintliga” respektive

”åtgärdat” vägavsnitt. I värdena ingår i enlighet med ISO 2631 en korrektionsfaktor1.4 för de horisontella riktningarna.

”Befintligt” vägavsnitt ”Åtgärdat” vägavsnitt

Fordon Aw,x Aw,y Aw,z Aw,x Aw,y Aw,z

Scania, utan släp 0.23 0.30 0.42 0.14 0.20 0.30Scania, med släp 0.27 0.30 0.43 0.15 0.19 0.30Volvo, utan släp 0.36 0.36 0.61 0.18 0.22 0.38Volvo, med släp 0.35 0.35 0.59 0.19 0.20 0.37

Tabell 8. Resultat av beräkning av VDVTotal-nivåer för 3 körcyklar (9 tim) enligtmodell på ”befintligt” och ”åtgärdat” vägavsnitt med timmerbil.

”Befintligt” vägavsnitt ”Åtgärdat” vägavsnitt

Fordon VDVx VDVy VDVz VDVx VDVy VDVz

Scania, utan släp 4.2 5.0 9.5 2.8 3.5 5.5Scania, med släp 4.9 5.0 10.6 2.6 3.3 5.5Volvo, utan släp 6.7 5.8 15.1 3.1 3.8 6.8Volvo, med släp 6.3 5.8 14.0 3.3 3.5 6.6

Inverkan på upplevt obehagI Tabell 9 redovisas upplevelseviktade rms- och MTVVV-värden för olikakörbetingelser på Rv90g, Rv90n och väg 950. I tabellen redovisas endast värdenuppmätta på förarplatsen. För information rörande motsvarande värden förpassagerarplatsen, vilka i stort sett är likvärdiga med förarplatsens, hänvisas tillförstudien mätrapport (Ahlin, 2000).

Av inplacering av rms-nivåerna i obehagsklasser, enligt definition i dennaframställning (se Tabell 3), bedöms körning på Rv90s gamla del ligga i obehagszon 4(obehagligt) för Scaniabilen och zon 5 (mycket obehagligt) för Volvobilen. Detsammagäller för körning med Volvobilen på väg 950. Körning på Rv90s nya del bedömsdäremot endast vara ”något obehagligt” (OZ 2) samt ”ganska obehagligt” (OZ 3) förVolvobilen.

18 R Lundström

Bedömningen av upplevt obehag utifrån erhållna MTVV-värden ter sig lite vanskligteftersom ISO 2631-1 inte ger några klara direktiv i detta avseende. MTVV-värdenaöverskrider dock nivån 2 ms-2 i de flesta körfallen vid färd på Rv90g. I samband med attdessa relativt höga upplevelseviktade MTVV-värden uppkommer torde dock föraren(passageraren) uppleva detta som mycket till extremt obehagligt. MTVV-värdena förRv90s nya del är som framgår betydligt lägre.

Tabell 9. Sammanställning av upplevelseviktade rms- (aw,v) och MTVV-värdenuppmätta enligt ISO 2631-1 på förarplats i timmerbilar.

Fordon Vägavsnitt Mättid (s) aw,v MTVVV Obehagszon

STU rv90g 1560 1.03 2.85 4STU rv90n 186 0.42 0.82 2STT rv90g 1500 1.10 2.93 4STT rv90n 184 0.44 0.72 2SLU rv90g 1800 0.83 1.92 4SLU rv90n 217 0.41 0.60 2SLL rv90g 1950 0.84 2.61 4SLL rv90n 217 0.38 0.86 2VTU rv90g 1440 1.40 4.77 5VTU rv90n 183 0.52 0.95 3VTT rv90g 1440 1.35 3.77 5VTT rv90n 168 0.51 0.88 3STT 950 1380 0.94 3.55 4

Risk för åksjukaI Tabell 10 redovisas bland annat uppmätta åksjukeviktade rms-nivåer (aw,v) ochberäknade MSVDv-värden för de aktuella mätperioderna. Redovisade nivåer avserendast förarplats: motsvarande värden för passagerarplatsen är i stort sett heltjämförbara och för mer information om dessa hänvisas till förstudiens mätrapport(Ahlin, 2000).

Som framgår är de erhållna rms-nivåerna ungefär dubbelt så höga vid färd på dengamla delen av Rv90. Någon anvisning om hur dessa accelerationsnivåer skall tolkas uråksjukesynpunkt ges inte i ISO 2631-1. En viss tolkning kan däremot göras medutgångspunkt från de MSDVZ-värden som rms-nivåerna genererar. MSDVZ äremellertid ett ”dos”-mått vilket innebär att dess värde inte bara är beroende av denåksjukeviktade rms-nivån utan också på exponeringstiden. För att kunna jämföraMSDVZ-värden för körning på olika vägavsnitt måste därför dessa värden normeras tillsamma exponeringstid (se Formel 6). En exponeringstid om 8 timmar har därför valtsvid normeringen av MSDVZ-värdena (MSDVZ,T8) och dessa redovisas i Tabell 10. Isektion D.2 i ISO 2631-1 ges vägledning för beräkning av förväntad procentuellprevalens, PTX (%) av åksjukesymptom (se Formel 7). Utifrån antagna samband kanockså den exponeringstid, TÅs, som förväntas ge upphov till en viss prevalens åksjukaberäknas (Formel 8). Utfallet av dessa beräkningar vid en antagen prevalens om 2%(P2%) presenteras i Tabell 10.

De åksjukeviktade accelerationsnivåer, hämtade från förstudiens mätrapport (Ahlin,2000), genererar MSDVZ-värden som, utifrån ISO 2631-1s riktlinjer för bedömning av


risk för åksjuka, förväntas leda till åksjuka (kräkning) bland ca. 3-3.5% av samtligaåkande vid körning på Rv90s gamla del efter 8 timmar. För 2% av de åkande skulledetta symptom infinna sig efter ca. 2-4 timmars färd. Resultatet av denna bedömning,baserad på uppmätta accelerationsnivåer och riktlinjerna i ISO 2631-1, överensstämmerdock inte med verkligheten. Bedömningsmodellen enligt ISO 2631-1 tycks såledesöverskatta risken för åksjuka i kategorin yrkesförare. Möjligen kan detta förhållandesägas gälla för personer som inte, till skillnad från yrkesförarna, är adapterad ochdärigenom mer okänslig för dessa fordonsrörelser. Förarna har ju också möjlighet följavägen vilket i viss mån möjliggör att fordonsrörelserna både kan pareras och förutsägas.

Tabell 10. Sammanställning och utvärdering av åksjukeviktade rms och MSDVZ-värdenför förarplats i timmerbilar (från Ahlin, 2000).

Mättid,T aw,v ,T MSDVZ,T MSVDZ,T8 PT8 TÅs,P2%

Fordon Vägavsnitt (s) (ms-2) (ms-1.5) (ms-1.5) (%) (Timmar)

STU rv90g 1560 0.061 2.4 10.4 3.5 2.7STU rv90n 186 0.037 0.5 6.3 2.1 7.3STT rv90g 1500 0.060 2.3 10.2 3.4 2.8STT rv90n 184 0.031 0.4 5.3 1.8 10.4SLU rv90g 1800 0.063 2.7 10.7 3.6 2.5SLU rv90n 217 0.027 0.4 4.6 1.5 13.7SLL rv90g 1950 0.052 2.3 8.8 2.9 3.7SLL rv90n 217 0.034 0.5 5.8 1.9 8.7VTU rv90g 1440 0.064 2.4 10.9 3.6 2.4VTU rv90n 183 0.032 0.4 5.4 1.8 9.8VTT rv90g 1440 0.061 2.3 10.4 3.5 2.7VTT rv90n 168 0.037 0.5 6.3 2.1 7.3STT 950 1380 0.064 2.4 10.9 3.6 2.4

Ambulanser

Inverkan på hälsaAv Figurerna 6 och 7 framgår en tydlig skillnad i accelerationsnivåer vid körning medambulans på Rv90s gamla och nya del (Rv90g respektive Rv90n). I figurerna redovisasdet löpande rms-värdet för mätningar gjorda i x-, y- och z-riktningen på ambulansbårvid ”patientens” axelparti och i z-riktningen på durken under färd med stor och litenambulans (Chevrolet respektive Mercedes) från Näsåker till Sollefteå. Körningen påden gamla delen av Rv90 utgör ungefärligen de första 15 minuterna av registreringen.Den ekvivalenta accelerationsnivån för denna period är ca. 1.3 ms-2 för Chevrolet-bilenoch ca 0.8 ms-2 för Mercedes-bilen vid körning i hög fart. Återstående del avregistreringen (ca. 5 minuter) utgörs av körning på nya delen av Rv90 och som framgårsjunker accelerationsnivån markant vid inträdet till detta vägavsnitt. Den ekvivalentavibrationsnivån sjunker med en faktor 2-3 gånger, till ca. 0.4 respektive 0.3 ms-2.

En frekvensanalys av motsvarande tidsavsnitt redovisas i Figurerna 8 och 9. Aveffekt-täthets-spektrat (PSD; m2s-3) framgår att belastningen på ”patientens” axelpartidomineras av vibrationer med frekvenser inom området 1-2 Hz. Detta förhållande tycksgälla för alla tre mätriktningar, med ett visst undantag för Mercedes-bilen i x-riktningen. För båda fordonen föreligger främst för x- och y-riktningarna en klarturskiljbar topp inom frekvensområdet 10-20 Hz.

20 R Lundström

Ovanstående iakttagelser kan generellt sägas vara giltigt för övriga mätningar. Förnärmare och mer detaljerad information hänvisas till den tekniska mätrapporten (Ahlin,2000).

Av de registrerade löpande rms-nivåerna kan konstateras att klart uttalade inslag avstötar och krängningar förekommer vid körning på framförallt Rv90s gamla del. FörCheverolet-bilen registrereras under andra halvan av mätperioderna relativt många rms-nivåer inom området 3-4 ms-2. Det löpande rms-värdet i x-riktningen för Mercedes-bilen indikerar att fordonet i stor utsträckning kränger till i sidled, med ett flertal topparinom intervallet 1-1.5 ms-2.

Utifrån erhållna data kan således konstateras att patienter vid transport utsätts förrelativt höga genomsnittliga accelerationsnivåer samt att vibrationsbelastningen har ettpåfallande stort inslag av stötar och krängningar. Vibrationsbelastningen påambulanspersonalen ligger sannolikt också på en relativt hög nivå.

Figur 6. Löpande rms-nivåer för acceleration (ms-2) uppmätt på patientbår vid axelpartiet underfärd med stor ambulans (Chevrolet) på Rv90s gamla och nya del med ”hög fart”.


Figur 7. Löpande rms-nivåer för acceleration (ms-2) uppmätt på patientbår vid axelpartiet underfärd med liten ambulans (Mercedes) på Rv90s gamla och nya del med ”hög fart”.

Figur 8. Effektäthets-spektrum (PSD) för körning med stor ambulans (Chevrolet) med ”högfart” på gammal och ny del av Rv 90 mellan Näsåker och Sollefteå registrerat på patientbår vid

axelparti (från Ahlin, 2000). För mer information, se text.

22 R Lundström

Figur 9. Effektäthets-spektrum (PSD) för körning med liten ambulans (Mercedes) med ”högfart” på gammal och ny del av Rv 90 mellan Näsåker och Sollefteå registrerat på patientbår vid

axelparti (från Ahlin, 2000). För mer information, se text.

Rms-, MTVV- och VDV-värden för de olika körbetingelserna redovisas i Tabell 11.Rms-nivåerna för x- och y-riktningarna har multiplicerats med en faktor 1.4 enligtanvisning i ISO 2631-1 (sektion 7.2.3).

Vid körning på respektive vägavsnitt av Rv90 kan konstateras attvibrationsbelastningen på ”patienten” är klart högre vid transport i Cheverolet-bilen, ien del fall mer än 2 gånger högre. Vidare kan konstateras att belastning på axelparti ochstussparti tycks vara ungefärligen lika stor (Ahlin, 2000).

Zon-gränserna för bedömning av risk för hälsoinverkan enligt ekvation B.1 i ISO2631-1 är ca. 0.6 och 1.1 ms-2 för en 4-timmars exponering (se Figur 2). Motsvarandevärden för 1 timmes exponering är ca. 1.4 och 2.5 ms-2. Detta skulle innebära att en 4-timmars transport av en patient på en väg av Rv90gs standard i sig är förenlig medsannolik risk för ohälsa. Motsvarande transport i Mercedes-bilen är förenlig med enpotentiell risk för ohälsa. Även en dryg timmes transport i Cheverolet-bilen innebär ensannolik risk för ohälsa.

Som framgår av Tabell 11 är MTVV- och VDV-värdena vid färd på Rv90gförhållandevis höga, framförallt för Cheverolet-bilen i z-riktningen men även förvibrationer i sidled (y). Detta innebär att starka inslag av stötar och krängningarförekommer. Att VDV-värdena kommer upp till ca. 13 ms-1.75 redan efter ca. 17minuters körning är anmärkningsvärt.


Denna bedömning, utifrån riktlinjerna i ISO 2631-1, avser inverkan av vibrationer påfriska individer. Vilken inverkan som uppmätta accelerationsnivåer kan ha på ”riktiga”patienter är inte känt. Det är dock rimligt att anta att vibrationsbelastning av den styrkasom här påvisats sannolikt kan bidra till att förvärra en patients sjukdomstillstånd. Förvissa typer av sjukdomar och kroppsskador (exempelvis hjärn-, rygg och nackskador),som kräver fixering eller stillhet är sjuktransporter med här konstateradevibrationsbelastning helt oacceptabla.

Tabell 11. Uppmätta värden, relevanta för hälsobetraktelser, på patientbår i ambulanser.

Acceleration (ms-2) MTVV (ms-2) VDV (ms-1.75)

Fordon Vägdel Mättid (s) X Y Z X Y Z X Y Y

Riksväg 90Axelparti

CHF g 1020 0,27 0,60 1.36 0.63 1.17 4.26 1.58 3.47 12.85CHF n 300 0,15 0,24 0.42 0.34 0.65 1.36 0.74 1.09 3.12MLF g 1260 0,34 0,29 0.59 0.84 0.58 1.26 2.06 1.72 4.96MLF n 297 0,06 0,15 0.20 0.18 0.31 0.60 0.33 0.64 1.28MHF g 900 0,35 0,38 0.77 0.75 0.75 2.37 1.89 2.06 5.97MHF n 240 0,11 0,24 0.34 0.50 0.50 0.88 0.79 0.99 2.01

Stussparti

CHF g 1020 0,27 0,48 1.33 0.63 1.08 3.86 1.58 2.81 12.94CHF n 300 0,14 0,24 0.45 0.33 0.65 1.43 0.69 1.09 3.49MLF g 1260 0,34 0,29 0.67 0.84 1.08 1.41 2.06 2.01 5.73MLF n 297 0,11 0,15 0.23 0.27 0.31 0.67 0.52 0.64 1.45MHF g 900 0,35 0,36 0.89 0.75 0.73 2.69 1.89 1.95 6.98MHF n 240 0,17 0,24 0.38 0.32 0.50 0.99 0.69 0.99 2.29

Riksväg 950M (axelparti) 840 0,29 0,38 0.67 0.60 0.84 1.70 1.65 2.08 5.56M (stussparti) 840 0,29 0,36 0.79 0.60 0.76 2.02 1.65 1.99 6.91

Inverkan på upplevt obehagI Tabell 12 redovisas upplevelseviktade rms- och MTVVV-värden för ”patientens”stussparti vid färd i de två ambulanserna på Rv90g, Rv90n och väg 950. I tabellenredovisas endast värden uppmätta för stusspartiet. Motsvarande värden för axelparti är istort sett är likvärdiga. För ytterligare information hänvisas till förstudiens mätrapport(Ahlin, 2000).

Av inplacering av rms-nivåerna i obehagsklasser, enligt definition i dennaframställning (se Tabell 3), bedöms körning på Rv90s gamla del ligga i obehagszon 5(mycket obehagligt) för Cheverolet-bilen och obehagszon 4 (obehagligt) för Mercedes-bilen (gäller både hög och låg fart). Vid färd med Mercedes-bilen på väg 950 gällerockså obehagszon 4. Körning på Rv90s nya del bedöms däremot vara ”ganskaobehagligt ” (OZ 3) för Cheverolet-bilen och obehagszon 1 (ej obehagligt) och 2 (någotobehagligt) för Mercedes-bilen vid färd i låg respektive hög fart.

24 R Lundström

På samma sätt som för timmerbilarna ter sig bedömningen av upplevt obehag utifrånerhållna MTVV-värden lite vanskligt eftersom ISO 2631-1 inte ger några klara direktivi detta avseende. För ambulanser gäller dessutom att bedömningen av upplevt obehagskall göras för personer med olika grad av sjukdomstillstånd. MTVV-värdenaöverskrider dock nivån 2 ms-2 i samtliga fall vid färd på den gamla delen av Rv90. Isamband med att dessa relativt höga upplevelseviktade MTVV-värden uppkommertorde dock patienterna uppleva detta som mycket till extremt obehagligt. MTVV-värdena för Rv90s nya del är som framgår betydligt lägre.

Tabell 12. Sammanställning av upplevelseviktade rms- (aw,v) och MTVV-värdenuppmätta enligt ISO 2631-1 på patientbår vid stussparti i ambulanser.

Fordon Vägavsnitt Mättid (s) aw,v MTVVV Obehagszon

CHF rv90g 1020 1.44 3.92 5CHF rv90n 300 0.53 1.54 3MLF rv90g 1260 0.81 2.05 4MLF rv90n 297 0.30 0.79 1MHF rv90g 900 1.02 2.92 4MHF rv90n 240 0.48 1.15 2M 950 840 0.92 2.22 4

Risk för åksjukaI Tabell 13 redovisas bland annat uppmätta åksjukeviktade rms-nivåer (aw,v) ochberäknade MSVDZ-värden för de aktuella mätperioderna. Redovisade nivåer avseruppmätta och beräknade värden för stussparti. Motsvarande värden för axelparti är istort sett jämförbara och för mer information om dessa hänvisas till förstudiensmätrapport (Ahlin, 2000).

Som framgår är de erhållna rms-nivåerna ungefär 1.5-3 gånger så höga vid färd påden gamla delen av Rv90 jämfört med den nya. Som tidigare nämnt ges inte någondirekt anvisning om hur dessa accelerationsnivåer skall tolkas ur åksjukesynpunkt i ISO2631-1. En viss tolkning kan däremot göras med utgångspunkt från de MSDVZ-värdensom rms-nivåerna genererar. MSDVZ är emellertid ett ”dos”-mått vilket innebär att dessvärde inte bara är beroende av den åksjukeviktade rms-nivån utan också påexponeringstiden. För att kunna jämföra MSDV Z-värden för körning på olika vägavsnittmåste därför dessa värden normeras till samma exponeringstid (se Formel 6). Engodtyckligt vald exponeringstid om 1 timme har därför valts vid normeringen avMSDVZ-värdena (MSDVZ,1Tim) och dessa redovisas i Tabell 13. I sektion D.2 i ISO2631-1 ges vägledning för beräkning av förväntad procentuell prevalens, PX%, avåksjukesymptom (se Formel 7). Utifrån antagna samband kan också den exponeringstid,TÅs, som förväntas ge upphov till en viss prevalens åksjuka beräknas (Formel 8).Utfallet av dessa beräkningar vid en antagen prevalens om 2% (P2%) presenteras i Tabell13.

De åksjukeviktade accelerationsnivåer, hämtade från förstudiens mätrapport (Ahlin,2000), genererar MSDVZ-värden som förväntas leda till åksjuka (kräkning) bland ca.1.5-2% av samtliga åkande vid körning på Rv90s gamla del efter ca. 30 minuter. För


2% av de åkande skulle detta symptom infinna sig efter ca. 1-2 timmars färd.Motsvarande resultat för färd med Mercedesbilen på väg 950 är 3% respektive mindreän en 1/2-timme. Detta indikerar att denna väg tycks vara ännu sämre än Rv90g uråksjukesynpunkt.

Att patienter upplever besvär med illamående i samband med akuta transporterbekräftas av en enkätundersökning bland ambulanspersonal (uppgifter erhållna frånLeif Leding via Johan Granlund). Av ca. 900 akut-transporter uppger 200-250 patienteratt de på ett eller annat sätt känner av ett illamående på så sätt att de vill kräkas, kräkseller känner obehag. Vägens beskaffenhet tros ha en stor inverkan i detta sammanhang.

Tabell 13. Sammanställning och utvärdering av åksjukeviktade rms och MSDVZ-värdenuppmätta på patientbår vid stussparti i ambulans (från Ahlin, 2000).

Mättid,T aw,v ,T MSDVZ,T MSVDZ,1 Tim PT30 TÅs,P2%

Fordon Vägavsnitt (s) (ms-2) (ms-1.5) (ms-1.5) (%) (Timmar)

CHF rv90g 1020 0.076 2.434 4.6 1.5 1.7CHF rv90n 300 0.048 0.826 2.9 1.0 4.3MLF rv90g 1260 0.094 3.323 5.6 1.9 1.1MLF rv90n 297 0.033 0.577 2.0 0.7 9.2MHF rv90g 900 0.105 3.147 6.3 2.1 0.9MHF rv90n 240 0.063 0.968 3.8 1.3 2.5M 950 840 0.150 4.343 9.0 3.0 0.4

Diskussion

Resultatet från denna förstudie visar entydigt att förare och passagerare/patienter i bådetimmerbilar och ambulanser vid färd på den ojämna delen av Rv90 utsätts, vid flera avde uppmätta körbetingelserna, för en oacceptabelt hög vibrationsbelastningen.

Belastningarna når i flera fall upp till nivåer som är förenlig med en potentiell ellersannolik risk för ohälsa vid bedömning utifrån den vägledning som ges i ISO-standarden 2631-1. Vibrationsregistreringarna visar också att ett stort inslag av kraftigastötar och krängningar, både i den vertikala och de horisontella riktningarna,förekommer under körning. Utveckling av vibrationsrelaterade skadesymtom blandtimmerbilsförarna, såsom exempelvis ländryggsbesvär och ischias, under dessakörbetingelser måste därför betraktas som sannolika, allra helst om denna exponeringupprepas dag efter dag under många år. Stötarna och krängningarna kan även medförakroppsrörelser som kan äventyra förarens prestationsförmåga och härigenom dennesmöjlighet att bibehålla full kontroll över fordonet. Detta kan således ha en inverkan påtrafiksäkerheten. Utvärderingen av vibrationsbelastningen i ambulansmiljön visar attfärd på den ojämna delen av Rv90 är förenlig med potentiell, och i en del fall ävensannolik risk för ohälsa enligt ISO 2631-1. Denna tolkning är giltig för friska individer.Hur belastningen skall ställas i relation till inverkan på personer med olika typer avsjukdomstillstånd är oklar. Det finns dock goda grunder för att anta att dessa personerlöper större risk för ohälsa jämfört med friska. I varje fall kan vibrationsbelastningenbidra till att deras sjukdomstillstånd ytterligare förvärras.

26 R Lundström

Vibrationsnivåerna, uppmätta på Rv90s gamla och ojämna del, bedöms för bådetimmerbilar och ambulanser, också på ett påtagligt sätt ha en inverkan på förarnas,passagerarnas eller patienternas upplevelse av obehag. Detsamma gäller risken för attutveckla symtom på åksjuka. Vid färd på den nyare delen av Rv90 visar resultatet avdenna förstudie att uppmätta vibrationsnivåer sjunker betydligt. Risken för ohälsa,upplevt obehag samt åksjuka är därmed betydligt mindre. Resultaten visar således attvägbanans jämnhet har en avgörande betydelse i detta sammanhang.

Sammanfattande slutsatser

Av denna förstudie kan följande slutsatser dras;– vägbanans jämnhet har en i alla avseenden avgörande inverkan på de åkandes

vibrationsbelastning,– körning med både timmerbilar och ambulanser medför att förare, passagerare samt

patienter utsätts vid färd på den gamla delen av Rv90 för oacceptabelt högvibrationsbelastning,

– vid färd på den gamla delen av Rv90 och väg 950;• är vibrationsbelastningen förenlig med potentiell, och i vissa fall även förenlig

med sannolik risk för ohälsa,• är vibrationsbelastningen förenlig med en avsevärt högre grad av obehag jämfört

med den nyare och jämnare delen av Rv90,• är vibrationsbelastningen förenlig med högre risk för nedsatt prestations-

förmåga,• löper de åkande en högre risk för att utveckla symtom på åksjuka jämfört med

färd på den nyare och jämnare delen av Rv90,– för transporter av patienter med sjukdomstillstånd som ställer stora krav på

kroppsfixering och stillhet, exempelvis hjärn-, rygg och nackskador, genererar färdpå den gamla den av Rv90 och väg 950 oacceptabelt höga vibrationsnivåer,

– Vibrationsförloppen på den gamla delen av Rv90 och väg 950 har ett påtagligtinslag av stötar och krängningar med höga nivåer som sannolikt bidrar till ökad riskför ohälsa, upplevt obehag samt åksjuka.

Referenser

Ahlin K (2000) Helkroppsvibrationer på ojämna vägar. Förstudie. Ingemansson Technology AB,Stockholm. Rapport S-13542-r-A samt Bilagor S-13452-r-A/01-08.

Ekenvall L, Hagberg M, Lundborg G, Lundström R (1992) Att förebygga vibrationsskador.Arbetmiljöfonden.

ISO 2631-1 (1997) Mechanical vibration and shock – Evaluation of human exposure to whole-bodyvibration – Part 1: General requirements.

SS-ISO 2631-1 (1998) Vibration och stöt – Vägledning för bedömning av helkroppsvibrationers inverkanpå människan – Del 1: Allmänna krav.

Kjellberg A, Wikström BO, Landström U (1993) Skador och besvär av exponering förhelkroppsvibrationer i arbetet. Kunskapsöversikt för kriteriedokumentation. Arbete och Hälsa 20.

Health & Medicine

Helkroppsvibration vid färd på ojämna vägar - Expertrapport