session 69 rune fredriksson

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-141

Energiförbrukning, klimatpåverkan och kvalité

beroende av vald överbyggnadskonstruktion

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-142

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.

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-143

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-144

Tillverkning av varmmassa (>120ºC)

Asfaltfabrik Mobilt asfaltverk

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-145

Tillverkning av kall massa (<50ºC)

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-146

Y2G – energibehov <20 MJ/m2

koldioxidutsläpp <250 g/m2

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-147

IM 40 – energibehov <25 MJ/m2

koldioxidutsläpp <350 g/m2

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-148

30 ABT – energibehov <120 MJ/m2

koldioxidutsläpp <4800 g/m2

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-149

Lågtrafikerad väg - bra underlag

Slitlager Y1G 45 mm AB Y2G

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1410

Tjäldjup 500 mm

Lågtrafikerad väg – dåligt underlag

Slitlager Y1G 45 mm AB Y2G

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1411

Tjäldjup 500 mm

Spår- och spricktillväxt

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1412

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.

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1413

Mellantrafikerad väg Nya Zeeland

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1414

Mellantrafikerad väg i Sverige

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1415

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1416

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1417

Utveckling av reflektionssprickor

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1418

Mellantrafikerad 9 meters väg – 1 kmAustralien/Nya Zeeland

Vägverket Svevia

Total energi-användning MWh

85 – 250 540 – 560 340 - 350

Totalt utsläpp av koldioxidTon

15 – 55 130 – 133 71 -74

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1419

Mellantrafikerad motorväg – 1 kmAustralien/Nya Zeeland

Vägverket Svevia

Total energi-användning MWh

280 – 540 1260 – 1290 730

Totalt utsläpp av koldioxidTon

45 – 52 304 – 310 165

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1420

Trafikanpassad motorväg E18 Segmon 1995

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1421

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-14

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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-14

*) 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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-14

-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

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-14

-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)

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1426

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

Total energi-användning MWh

1100 1500

Totalt utsläpp av koldioxidTon

250 350

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-14

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.

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1428

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.

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1429

Alltid på väg

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1430

Rune Fredriksson CVUtek; 2010-01-1431