Session 69 Rune Fredriksson

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-141

Energiförbrukning, klimatpåverkan och kvalité

beroende av vald överbyggnadskonstruktion


Presentationen baseras på:

• Examensarbete Högskolan Dalarna 1997

• Examensarbete Högskolan Halmstad 2009

• Uppföljningar inom Vägverket Produktion, Svevia, Skanska och Nynäs.

• Information från Shell, Vägverket,

NCC, Transit New Zealand,

AUSTRROADS mfl.


Lågtrafikerad väg med massabeläggning

Varmmassa KallmassaFör 1 ton varm asfalt på vägen behövs en energimängd på >1500 MJ

Kall massa kräver bara 1/3 så mycket energi1 ton varm massa orsakar utsläpp av >60 kg koldioxid


Tillverkning av varmmassa (>120ºC)

Asfaltfabrik Mobilt asfaltverk


Tillverkning av kall massa (<50ºC)


Y2G – energibehov <20 MJ/m2

koldioxidutsläpp <250 g/m2


IM 40 – energibehov <25 MJ/m2



30 ABT – energibehov <120 MJ/m2



Lågtrafikerad väg - bra underlag

Slitlager Y1G 45 mm AB Y2G


Tjäldjup 500 mm

Lågtrafikerad väg – dåligt underlag

Slitlager Y1G 45 mm AB Y2G


Tjäldjup 500 mm

Spår- och spricktillväxt

Brazil - UNDP road cost study - Världsbanken ISBN 0-8018-3590-9


Lågtrafikerad väg – 1 kmAustralien/Nya Zeeland

Vägverket Svevia

Total energi-användning MWh

80-100 250 80

Totalt utsläpp av koldioxidTon

15-20 60 13

Anm. Gäller vägöverbyggnaden från krossverk till färdig väg samt från central bindemedelsdepå till färdig väg.


Mellantrafikerad väg Nya Zeeland


Mellantrafikerad väg i Sverige


Mellantrafikerad väg – bra underlag

Slitlager Y2 + ev. 32 mm AB 32 mm ABS Y1 eller TSKBindlager ---------- 40 mm ABb 45 mm ABbBundet bärlager ---------- 50 mm AG 50 mm RUNBASE


Mellantrafikerad väg – dåligt underlag

Slitlager Y2 + ev. 32 mm AB 32 mm ABS Y1 eller TSKBindlager ---------- 40 mm ABb 45 mm ABbBundet bärlager ---------- 50 mm AG 50 mm RUNBASE


Utveckling av reflektionssprickor

C.R. Jones et al 1998 (REAAA in Wellington, New Zealand 3-8 maj 1998


Mellantrafikerad 9 meters väg – 1 kmAustralien/Nya Zeeland

Vägverket Svevia


85 – 250 540 – 560 340 - 350


15 – 55 130 – 133 71 -74



Mellantrafikerad motorväg – 1 kmAustralien/Nya Zeeland

Vägverket Svevia


280 – 540 1260 – 1290 730


45 – 52 304 – 310 165



Trafikanpassad motorväg E18 Segmon 1995


Ursprungligt tänkt motorvägskonstruktion; E18 Segmon 1995

V2 + K2 K1 V1

Slitlager 40 mm HABS 40 mm HABS 40 mm HABS

Bundet bärlager I 80 mm HAG 80 mm HAG 80 mm HAG

Bundet bärlager II 50 mm IM 50 mm IM 50 mm IM

Bergkross 0-80 mm

130 mm 130 mm 130 mm

Krossad sprängsten 0-200 mm

600 600 600


VTI beräknade att den bundna vägkonstruktionen skulle klara 6 MSa (miljoner ekvivalent antal standardaxelpassager).Behovet beräknades till 7,25 MSa för K1 och 0,77 MSa för K2.

22

Trafikanpassad motorvägskonstruktion; E18 Segmon 1995

V2 + K2 K1 V1

Slitlager 40 mm ABS 40 mm ABS 40 mm AB

Bundet bärlager I 40 mm AG 90 mm AG 40 mm AG

Bundet bärlager II (8-32 mm)

50 mm BM *) 50 mm BM *)

Grusbärlager (0-40 mm)

180 mm 130 mm 230 mm

Krossad sprängsten (0-200 mm)

600 600 600


*) Tillverkat i trumblandningsverk vid 100°C.Den bundna konstruktionen beräknas klara 12 MSa i K1 och 4 MSa i K2 baserat på FWD-mätningar.Produktionskostnaden blev 5% lägre än för ursprungligt tänkt vägöverbyggnad.

23

Ojämnhetsutveckling - IRI


-97 -98 -99 2000 -01 -02 -03 -04 -05 -06 -07 -08 -09

K1 BM

0,99 1,01 1,01 1,08 1,08 1,09 1,13 1,14 1,14 1,19 - - 1,24

K1 IM

0,94 0,96 0,96 1,03 1,01 1,03 1,07 1,05 1,06 1,10 - - 1,17

K2 BM

1,17 1,16 1,16 1,17 1,17 1,15 1,2 1,2 1,22 1,24 - - 1,23

K2 IM

1,08 1,07 1,08 1,09 1,08 1,11 1,10 1,11 1,14 1,14 - - 1,14

Sammanfattning:Ojämnhetsutvecklingen är obetydlig och har inte påverkats av om det undre bundna bärlagret är indränkt makadam eller verksblandad sortering.

24

Spårutveckling – mm


-97 -98 -99 2000 -01 -02 -03 -04 -05 -06 -07 -08 -09

K1 BM

3,1 3,4 4,4 5,1 5,1 5,5 5,8 6,7 7,0 7,6 - - 6,5-9,0

K1 IM

3 3,4 4,2 5 5 5,8 6,1 7,2 7,6 7,7 - - 5,0-9,6

K2 BM

2,8 2,7 3,3 3,4 3,2 3,6 3,3 3,5 3,6 3,6 - - 2,5-3,8

K2 IM

2,7 2,5 2,9 3,2 2,7 3,5 3 2,9 3,2 3,4 - - 2,4-3,4

Sammanfattning:Spårutvecklingen är obetydlig och har inte påverkats av om det undre bundna bärlagret är indränkt makadam eller verksblandad sortering.

Anm. Spårdjupet har mätts med 11 lasrar från 1997-2005,17 lasrar 2006 och 15 resp. 17 lasrar 2009.

25

Påkänning underkant AG-lagret i K1,beroende av bundet bärlager II.

År Töjning i microstrain

Medelvärde 90 percentilen

1996 87 (BM) 143 (IM) 95 (BM) 169 (IM)

2000 113 (BM) 160 (IM) 131 (BM) 178 (IM)

2009 110 (BM) 125 (IM) 169 (BM) 145 (IM)


Anm. Undre bärlager BM är med bitumen verksblandad makadam Undre bärlager IM är med bitumenemulsion indränkt makadam

Slutsats:Energisnåla beläggningars fördelar blir tydligare med tiden.

Motorväg E18 Segmon 1995 – 1 kmTrafikanpassad konstruktion

Ursprungligt tänkt konstruktion


1100 1500


250 350


Anm. Gäller vägöverbyggnaden från krossverk till färdig väg samt från central bindemedelsdepå till färdig väg.Total vägbredd 23 meter

27

Sammanfattning E18 Segmon• Total energiförbrukning och koldioxidutsläpp är

väsentligt lägre för den trafikanpassade konstruktionen.

• Produktionskostnaden blev 5% lägre för den trafikanpassade konstruktionen.

• Bärigheten skiljer sig avsevärt mellan de båda alternativen till den trafikanpassade konstruktionens fördel.

• Spår- och ojämnhetsutveckling är oberoende av undre bundet bärlager, indränkt makadam eller verksblandad massa.


Sammanfattning energiförbrukning, koldioxidutsläpp och konstruktionskvalité.

En minskning av energiförbrukningen vid byggandet leder inte nödvändigtvis till en minskning av konstruktionskvalitén.

I många fall har det gett till en bättre kvalité, speciellt på längre sikt.


Alltid på väg



Documents

Session 69 Rune Fredriksson