Det foreligger en meget omfattende forskning om virkninger på ulykkene av fartsgrenser. Disse undersøkelsene er oppsummert av Elvik (2009). Oppsummeringen omfatter 117 undersøkelser med til sammen 523 resultater. Virkningen av fartsgrenser på trafikksikkerheten kan beskrives ved hjelp av den enkle årsakskjede angitt i figur 3.11.1.
Figur 3.11.1: Virkning av fartsgrenser på trafikksikkerhet.
Endring av fartsgrensen påvirker trafikksikkerheten ved å påvirke trafikkens gjennomsnittsfart, som igjen påvirker antall ulykker, skadde og drepte.
Sammenhengen mellom endringer i fart og endringer i ulykkestall, oppdelt etter skadegrad, kan beskrives ved hjelp av et sett av eksponensialfunksjoner (Elvik, 2011). Det er utviklet en slik funksjon for dødsulykker, en for personskadeulykker og en for materiellskadeulykker. Figur 3.11.2 viser funksjonen for dødsulykker.
Endringer i fart er angitt i intervaller på 10 km/t. Høyeste fart er 115 km/t. Første intervall er en reduksjon til 105 km/t, neste en reduksjon til 95 km/t, og så videre ned til 25 km/t. Det relative ulykkestallet ved den høyeste farten er satt lik 100. Deretter er det beregnet hvor mye ulykkestallet reduseres når trafikkens gjennomsnittsfart reduseres fra 115 til 105 km/t, fra 105 til 95 km/t, og så videre ned til en reduksjon fra 35 til 25 km/t.

Figur 3.11.2: Sammenligning av Potensmodellen og en eksponensialfunksjon for dødsulykker
Poenget med denne analysen er å sammenligne potensmodellen, som hittil har vært benyttet for å beskrive sammenhengen mellom fart og trafikksikkerhet med en alternativ modell. Potensmodellen forutsetter at en gitt relativ endring i fart har den samme virkningen på ulykkene, uansett hvor høy farten er i utgangspunktet. Det vil si at en endring fra 100 til 50 km/t antas å ha den samme virkning på antall dødsulykker som en endring fra 10 til 5 km/t. En slik antakelse er urimelig. Det er mer rimelig å anta at den sistnevnte endringen i fart har mindre virkning på antall dødsulykker enn den førstnevnte. En eksponensialfunksjon er forenlig med en slik antakelse.
I figur 3.11.2 er potensfunksjonen (med en konstant eksponent for alle fartsnivåer) tegnet med en stiplet linje og sammenlignet med den eksponensialfunksjon som best passer til datapunktene. For dødsulykker passer de to funksjonene omtrent like godt. Figur 3.11.3 viser tilsvarende kurver for antall personskadeulykker. For personskadeulykker passer eksponensialfunksjonen bedre enn potensmodellen, spesielt ved høy fart. Figur 3.11.4 viser de to funksjonene for materiellskadeulykker. Eksponensialfunksjonen passer bedre til data for materiellskadeulykker enn potensmodellen.
Alt i alt tyder derfor analysene på at man oppnår en mer presis beskrivelse av sammenhengen mellom fart og trafikksikkerhet ved å benytte et sett av eksponensialfunksjoner enn ved å bygge på potensmodellen.

Figur 3.11.3: Sammenligning av Potensmodellen og en eksponensialfunksjon for personskadeulykker

Figur 3.11.4: Sammenligning av Potensmodellen og en eksponensialfunksjon for materiellskadeulykker
De kurver som er presentert i figurene 3.11.2, 3.11.3 og 3.11.4 handler utelukkende om sammenhengen mellom endringer i fart og endringer i trafikksikkerhet. Det er i utgangspunktet uvesentlig hva som har ført til endringer i gjennomsnittsfarten; det er kun konsekvensene av slike endringer som studeres i potensmodellen. For å kunne si noe om virkninger av å endre fartsgrenser på antall ulykker og skader, må man derimot vite noe om hvordan en gitt endring av fartsgrensen påvirker trafikkens gjennomsnittsfart. For å oppsummere kunnskapene om dette, er det gjort en spesialanalyse av 125 datapunkter som gjelder endringer i fartsgrense, der fartsgrensen før og etter endringen er oppgitt og der endringene i trafikkens gjennomsnittsfart også er oppgitt (Elvik, 2009). Figur 3.11.5 viser mønsteret for disse 125 datapunktene.

Figur 3.11.5: Sammenhengen mellom endring av fartsgrense og endring av trafikkens gjennomsnittsfart (km/t)
Et annengradspolynom gir best tilpasning til datapunktene. Økning av fartsgrensen ser ut til å ha mindre virkning på trafikkens gjennomsnittsfart enn senking av fartsgrensen. I figur 3.11.5 er alle fartsgrenser sett under ett.
Nedsettelse av fartsgrensen ser ut til å føre til en større nedgang i trafikkens gjennomsnittsfart ved lave fartsgrenser enn ved høye. Dette kan blant annet ha sammenheng med fartsgrensens strenghet, som kan defineres som forholdstallet mellom trafikkens gjennomsnittsfart og fartsgrensen før endring. Hvis for eksempel gjennomsnittsfarten er 77 km/t og fartsgrensen er 80 km/t, er strengheten 77/80 = 0,963. En strenghetsverdi over 1 betyr at trafikken i gjennomsnitt holder en høyere fart enn fartsgrensen på stedet.
Virkningene av de mest aktuelle endringer av fartsgrensene i Norge er beregnet som vist i tabell 3.11.2. De prosentvise virkninger på antallet skadde eller drepte er størst ved reduksjon av lavere fartsgrenser.
Tabell 3.11.2: De forventede virkninger på antallet skadde og drepte av de endringer i fartsgrenser (km/t) som anses som mest aktuelle i Norge er beregnet til følgende.
Fartsgrense | Gjennomsnittsfart (km/t) | Prosentvis endring av antall drepte, hardt skadde eller lettere skadde |
Før | Etter | Fart før | Fart etter | Drepte | Hardt | Lettere |
90 | 100 | 87,3 | 89,3 | +13 | +8 | +4 |
90 | 80 | 87,3 | 84,8 | -14 | -9 | -5 |
80 | 90 | 77,6 | 79,6 | +13 | +8 | +4 |
80 | 70 | 77,6 | 75,1 | -14 | -9 | -5 |
80 | 60 | 77,6 | 70,1 | -36 | -26 | -14 |
70 | 60 | 67,9 | 65,4 | -14 | -9 | -5 |
60 | 50 | 59,4 | 55,9 | -19 | -13 | -7 |
50 | 40 | 49,5 | 46,0 | -19 | -13 | -7 |
50 | 30 | 49,5 | 40,5 | -42 | -30 | -16 |
40 | 30 | 39,6 | 36,1 | -19 | -13 | -7 |