Viveca Wallqvist. Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Transkript

1 INFRASTRUKTUR

2 Viveca Wallqvist Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

3 Beläggningar och säkerhet poten3al för frik3on och stötupptagning Viveca Wallqvist

4 SP Sveriges Tekniska Forskningsins0tut en del av RISE SP- koncernen är Sveriges största forskningsins3tut med ca 1400 anställda och bedriver forskning och andra kvalificerade tjänster för af skapa industrinyfa. Ca 60% av SP s intäkter kommer från näringslivet, 24 % från EU och offentliga finansiärer och 16% är strategiska kompetensmedel som fördelas av SP s ägare RISE. SP har sammantaget mer än kunder per år varav huvuddelen utgörs av SMF, och där de 3o största kunderna står för runt 15 procent av intäkterna. SP Sveriges Tekniska Forskningsins0tut AstaZero CBI ETC Glafo JTI SMP SP Fire Research, Norge SP Process Development SP Processum SP A/S, Danmark Svenska staten RISE Research Insitutes of Sweden Swedish ICT Research Acreo Swedish ICT Interac0ve Ins0tute Swedish ICT SICS Swedish ICT Viktoria Swedish ICT Swerea Swerea ICT Swerea KIMAB Ins0tut de la Corrosion, Frankrike Swerea MEFOS Swerea SICOMP Swerea SWECAST Innven0a Innven0a UK, England LignoBoost Demo PFI AS, Norge

5 Oskyddade Trafikanters skador Sedan nollvisionen lanserades har antalet dödade motortrafikanter i Sverige stadigt sjunkit. För Oskyddade Trafikanter är trenden inte så ljus. Cyklistens dödsolyckor steg med 136% mellan 2013 och 2014 och utgjorde 12% av alla trafikdöda. Fotgängare utgjorde 19% av de döda i trafiken (trafa). Under 2011 representerade cyklister 41% av alla svårt skadade och bilister 34% (Rizzi, Folksam). 82% av cyklisternas skador uppkommer vid singelolyckor (Schyllander, MSB); av dessa kan 27% kopplas 3ll vägunderhåll och 20% infrastrukturplanering. (Niska, VTI). 36% av cyklisterna i Sverige använder hjälm (Larsson, VTI), hjälmanvändning minskar antalet svåra huvudskador med 60% (Rizzi, Folksam). Bland de svåraste skadorna utgör huvudskador 39% och övre extremiteter 28%, medan för svåra skador är huvudskadorna 9% och extremiteterna 47% för allvarligt skadade (Niska, VTI). Intervjustudier har visat af huvudorsaken 3ll af ungdomar väljer af inte använda hjälm är frisyren (Lindström, NTF).

6 Stötdämpning Cyklisternas skador uppkommer genom stöt. Studier har visat af de flesta vid singelolyckor faller inom en meter från cykeln (Krag och S3gson, Folksam). Vid cyklisters kollision med motorfordon beror 30% av uppkomna skador på sekundär kollision (Cuerden, TRL Limited). En stöt är effekten av en energi som levererats av en krah som påverkat ef objekt under en kort 3dsperiod. Stötdämpning sker genom af minska denna energi eller öka 3dsperioden över vilken den verkar, så af skaderisken minskar. Stötdämpning sker oha genom omvandling av rörelseenergi 3ll värme. En vanligt metod för stötdämpning är böjning, komprimering eller sträckning av elas3ska material som omvandlar en del av energin 3ll värme genom inre frik3on. Gummimaterial från däck har denna effekt.

7 Vägbeläggningar I Sverige är större delen av vägbeläggningarna 3llverkade av asfalt. Asfalt består mestadels av stenkross sammanbundet av bitumen. Stenkrosset är vägens skelef och borgar för af vägen tål tunga laster. Bitumen är ef petroleumbaserat bindemedel som består av kolväten med hög kokpunkt. De flesta kolvätena är polyaroma3ska och kan inkorporera svavel, kväve och syre samt spårelement som vanadium och nickel. För vägbana, gångbana och cykelbana med bundet slitlager ska medelvärdet av frik3onstalet på en 20 m sträcka vara 0,50. För stötdämpning finns inga riktlinjer.

8 Stötdämpande vägbeläggningar Kraven på vägbeläggningar är höga. Materialet ska bland annat tåla laster, vara dränerande, tåla väder och vind, ge bra väggrepp, kunna läggas ut smidigt och vara billigt. Inom projekt RISE Testarena för Oskyddad Trafikant har vi provat af addera stötdämpande egenskaper 3ll beläggningsmaterial, bland annat genom inblandning av gummigranulat från återvunna bildäck. Materialen har utvärderats med fallvikter utrustade med accelerometrar. Från dessa mätningar har materialets styvhet och skadeindex (HIC) utvärderats och materialen med gummiblandning har alla lägre styvhet och HIC än standardbeläggningar. Frik3onen för materialen har uppmäfs och värdena är bibehållet godkända värden. Modellering av skaderisk för ef av de framställda materialen visar af risken för skallfraktur sjunker från med 45 procentenheter vid 60% gummiblandning och med 10 procentenheter vid 20% gummi- inblandning (SafeEV, Deliverable D4.1.).

9 Stötdämpande vägbeläggningar Fyra av de undersökta materialen har utvalts för testbanor (varje bana 50x2,5 m) på AstaZero utanför Hällered. Av dessa är två material med bitumen, ef med cement och ef modifierat lekplatsmaterial (som också är luminiscerande). Material som har utvalts har förutom bra stötdämpning ef väl sammanhållet material med god vidhähning 3ll gummigranulaten. Med bitumen användes förbehandlat gummi (Rubind). De första tre banorna lades i slutet av 2014 och den senare ska läggas den åfonde maj. Projektet är ef samarbete med CBI (Lars Krah - bild), KTH, EU- projekt SafeEV och en stor mängd företag.

10 Andreas Pettersson JAP Entreprenad AB

11 Däckchips - det nya gruset

12 Andreas Pettersson,vd JAP Entreprenad AB Konsult Installatör VA-utredare OSWTS Inspector & Designer

13 Igensatt markbädd I Sverige finns det ca 1 miljon enskilda avlopp, varav ca är markbaserad rening. Alla dessa är beroende av kvaliteten på gruset. Sedan 2001 har institutioner som SGU, JTI m.fl letat efter en ersättare till naturgrus

14 Fraktion Noll Naturgrus: 10% kvar av naturens resurser Tvättat grus: 1 på 100 leverantörer Bergkross: Orent material

15 Fraktion Noll Bergkross har mycket Noll-fraktion - Förkortar livslängden - Sätter igen bäddar - Svårt att tvätta

16 Däckchips Fraktion Noll Däckchips används mer och mer som ersättning för naturgrus runtom i världen

17 Fraktion Noll Däckchips har använts i försök från 1989 Däckchips blev helt godkända i flertalet länder 1997 Dagens däckchips innehåller inte de farliga oljor och kemikalier som tidigare varit ett hinder för användning som ersättningsmaterial för naturgrus i enskilda avlopp

18 Däckchips i infiltration Fraktion Noll Fördelar: - 3 ggr lättare - Ingen fraktion Noll - 2 ggr mer yta för bakterier att växa på - 150% mer hålrum än naturgrus - Enklare transporter! Nackdelar: -Kan fälla järn första veckorna

19 Däckchips - framtidens grus? Omfattande internationella tester visar på god rening Cirka 2 miljoner ton används istället för grus/år Sveriges potentiella behov är ca ton/år Sveriges naturgrus behöver bevaras!

20 Tack

21 Safwat Said Statens Väg- och Transportforskningsinstitut

22 Däck i asfaltbeläggning Fullskalaförsök Safwat Said RE:BOUNCE - SDAB Fotografiska i Stockholm, 5 maj S. Said/ SDAB maj 2015

23 Vägkonstruktion Styvhet Utmattningsmotstånd S. Said/ SDAB maj 2015

24 Gummiasfalt - asfaltmassa som innehåller rivet gummi från gamla bildäck Personbilsdäck och/eller lastbilsdäck Finmalet gummigranulat blandas med bitumen, vilket ger ett gummimodifierat bitumen som sedan blandas med stenmaterialet Gummi är 1,5 2% av asfaltmassa Gummigranulat (<1 mm) L.Viman S. Said/ SDAB maj 2015

25 Gummiasfalt Producerat mängd gummiasfalt under åren v ca ton v >150 km v > 20 vägobjekt v > 2500 ton gummigranulat Trafikverkets syfte, bl.a. Ø Sänkta års- och livscykelkostnader S. Said/ SDAB maj 2015

26 Provsträckor - gummiasfalt Yta 1 Yta 2 Yta 3 Yta 4 50 mm 44 mm 64 mm 43 mm 45 mm 42 mm 41 mm 42 mm 41 mm 51 mm 49 mm ABS 11 GAP 11 ABb 16 AG 22 GM AG22 ABb 16 GM Vägkonstruktioner hos provytor S. Said/ SDAB maj 2015

27 Instrumentering - asfalttöjningsgivare S. Said/ SDAB maj 2015

28 Utmattningsmotstånd 1000 Initiell töjning (µstrain) 100 AG /220 (Standard beläggning) 10 1E+3 1E+4 1E+5 1E+6 Antal belastningar 1000 Initiell töjning (µstrain) AG 22 ARB (Gummiasfalt) 100 1E+3 1E+4 1E+5 1E+6 Antal belastningar S. Said/ SDAB maj 2015

29 Teknisk livslängd hos beläggningar Initiell töjning µε AG22 ARB AG22 Yta 1 Yta 2 Yta 3 Yta E+4 1E+5 1E+6 Antal belastningar till brott Provyta Uppmätt töjning µε 10 C Yta 2 har minst ca 40% längre livslängd än Yta 1 S. Said/ SDAB maj 2015

30 Slutsatser v Vägkonstruktion, Yta 2, kan ge upphov till större påkänningar på i underliggande lager och undergrunden, varför en tjockare förstärkningslager kan behövas. Det är billigare och miljövänligare än ett bindlager av asfalt. v Responsmätningar visar att konstruktion med bärlager av gummiasfalt visar betydligt längre teknisk livslängd än konventionell beläggning m.a.p. sprickbildning. v Slutsatserna överensstämmer med utländska erfarenheter. v TRVs mål Sänkta års- och livscykelkostnader kan åstadkommas enligt denna studie. S. Said/ SDAB maj 2015

31 Slutsatser Sammanfattningsvis visar laboratorieundersökningarna och fältmätningar att asfaltbeläggningar som innehåller gummimodifierat bitumen har goda funktionella egenskaper som väl matchar egenskaperna hos jämförande referensbeläggningar med avseende på belastningsrelaterade sprickbildning. S. Said/ SDAB maj 2015

32 Gummiasfalt rapport S. Said/ SDAB maj 2015

33 TACK! S. Said/ SDAB maj 2015