Vinterdrift och vägdamm Mats Gustafsson
Innehåll Kort bakgrund Hur uppkommer vägdamm från en vägyta? Vinterdriftens bidrag till vägdamm Hur kan vinterdriften bidra till att minska förekomsten av vägdamm? Sammanfattning
Kort bakgrund Mats Gustafsson www.vti.se
Miljökvalitetsnorm för partiklar i utomhusluft 2005 Årsmedelkoncentrationen av PM 10 får ej överstiga 40 µg m -3. Dygnsmedelkoncentrationen av PM 10 får inte överstiga 50 µg m -3 mer än 35 dygn varje år. Mats Gustafsson www.vti.se
Normen uppnås inte Hornsgatan, Stockholm OCH INTE HELLER I MÅNGA ANDRA KOMMUNER.
PM 10 på Hornsgatan i Stockholm 2002-2007 400 300 PM 10 (µg m -3 ) 200 100 Miljökvalitetsnorm för PM 10 0 02/01/01 03/01/01 04/01/01 05/01/01 06/01/01 07/01/01 08/01/01 Källa: www.slb.nu
Källbidrag till PM 10 i Stockholm Masskoncentrationer (Södermalm, tidig vår) 0,2% 7% 0,0% 5% 5% Energi, ej ved Energi, ved Trafik, vägslitage Trafik, avgaser Färjor Arbetsfordon vägdamm 83% Källa: Christer Johansson, SLB analys
Hur uppkommer vägdamm från en vägyta?
PM 10 från vägyta på vintern Nybildning av PM 10 från beläggning beror av: däcktyp beläggningsegenskaper trafikegenskaper omgivningsförhållanden (temp, fukt etc.) Sandpapperseffekt beror av: materialegenskaper (grovt damm, sand och beläggning) däcktyp PM 10 nybildat Uppvirvling beror av: Mängd PM 10 på vägytan sandpapperseffekt vägytans fuktighet beläggningens textur tid bidrag från andra källor PM 10 i utlagd sand PM 10 uppvirvlat? Grovt slitagedamm Sandpapperseffekt Vägyta?
Nybildning av PM 10 Dubbdäcksslitage av vägbeläggning + =
PM 10 µg/m 3 Mats Gustafsson www.vti.se Dubbandel (%) Nybildning av PM 10, inverkan av däcktyp Månadsmedelvärden av PM10 halter i Södra länken tunneln: inne i tunneln nära mynning Årsta inne i tunneln nära mynning Hammarby dubbandel (manuellt räknade fordon, varje vecka) Feb 2006 Nov 2007 Figur: Christer Johansson SLB-Analys, Stockholm
Nybildning av PM 10, inverkan av däcktyp 6000 30 km/h 50 km/h 70 km/h WearEm 4000 PM 10 [µg/m 3 ] 2000 Sommardäck Summer tyre 0 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00
Nybildning av PM10, inverkan av däcktyp 6000 WearEm 30 km/h 50 km/h 70 km/h PM10 [µg/m3] 4000 Friktionsdäck Friction tyre 2000 Summer tyre Sommardäck 0 11:00 Mats Gustafsson 12:00 13:00 14:00 15:00 www.vti.se 16:00 17:00 18:00 19:00
Nybildning av PM10, inverkan av däcktyp 6000 WearEm 30 km/h 50 km/h 70 km/h Studded tyre Dubbdäck PM10 [µg/m3] 4000 Friktionsdäck Friction tyre 2000 Summer tyre tyre Sommardäck Summer 0 11:00 Mats Gustafsson 12:00 13:00 14:00 15:00 www.vti.se 16:00 17:00 18:00 19:00
Nybildning av PM 10, inverkan av beläggningsegenskaper 8 6 Ska8 mylonit ABS16 kvartsit Dalby Ska11 mylonit ABS16 kvartsit Dalbo ABD11 porfyr PM 10 [mg m -3 ] 4 2 0 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Tid
Sandningens betydelse Mats Gustafsson www.vti.se
Sandningsmaterial i VTI:s provvägsmaskin 8 Otvättad natursand 0-8 mm, dubbdäck Otvättad natursand 0-8 mm, friktionsdäck dm/dlogdp [mg/m³] 6 4 Tvättad kross 2-4 mm, dubbdäck Tvättad kross 2-4 mm, friktionsdäck Otvättad natursand ger högre halt än tvättad stenkross Dubbdäck ger högre halt än friktionsdäck 2 0 0.1 1 10 100 Diameter [µm]
Sandpapperseffekten från finska PVM-studier Källa: Kaarle Kupiainen, 2007
Driftsåtg tgärder mot vägdamm? v Mats Gustafsson www.vti.se
Vilken potential har förändringar av vintersandning?
Sandningsmaterialets egenskaper (kommunenkät 2007) 14% % med fraktioner < 2 mm med fraktioner < 2 mm med fraktioner > 2 mm med fraktioner > 2 mm Kross (ca 60%) 86% 86 % 14 14% % med fraktioner 0 mm med fraktioner ner till 0 mm utan fraktioner ner till 0 mm utan fraktioner 0 mm Natursand (ca 40%) 86 % 86%
Start och slut för sandupptagning (kommunenkät 2007) 7600000 7200000 Nordlig koordinat (rikets nät) 6800000 6400000 6000000 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 datum
Uppskattad andel upptagen sand (kommunenkät 2007) 11 10 9 8 antal kommuner 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % upptaget material av utlagd mängd
Sandupptagningstekniker (kommunenkät 2007) 2%1% 15% torrsopning 33% sopning med vattenbegjutning dammsugning med vattenbegjutning sopning och dammsugning med vattenbegjutning 33% spolning lövblås 16%
Potential Minskad användning Större fraktioner/urtvättad finfraktion Bättre material (fragmenteringsmotstånd viktigt enligt finska studier) Effektivare upptagning (omfattning och teknik) Mats Gustafsson www.vti.se
Sandupptagning och städning - erfarenheter Endast städning visar oftast dåliga resultat, tom ökade PM 10 -emissioner (dock skillnad mellan tekniker)
Sandupptagning och städning - erfarenheter PM10 Hammarbytunneln 061115-061130 1400 1200 1000 Supersug 800 600 Supersug Tvättåg & underhållsavstängnin PM10 (ug/m3) 400 200 0 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 06-11-15 06-11-17 06-11-19 06-11-20 06-11-22 06-11-24 06-11-26 06-11-28 06-11-30 Mats Gustafsson www.vti.se
Sandupptagning och städning - erfarenheter Endast städning visar oftast dåliga resultat, tom ökade PM 10 -emissioner (dock skillnad mellan tekniker) Städning i kombination med dammbindning positivt i Trondheim Potential? Teknikutveckling Förbättra metoder och strategier, se över parkeringspolitik Upphandlingsverktyget kan vara pådrivade kraft för utvecklingen av PM 10 -effektiva renhållningsmetoder och - strategier
Dammbindning av belagda vägar - en ny del av vinterdriften?
Princip Vägbanans fuktighet påverkar: Uppvirvling av partiklar Slitage (högre slitage på våt väg) Storleken på partikeldepån på vägytan PM10 NO x µg/m µg/m 3 3 200 150 150 100 100 50 50 Hornsgatan Dry torr Hornsgatan Wet våt Christer Johansson, SLB-analys 0 jan- 2003 feb- 2003 mar- 2003 apr- 2003 maj- 2003 jun- 2003 jul- 2003 aug- 2003 sep- 2003 okt- 2003 nov- 2003 dec- 2003 jan- 2004 feb- 2004 mar- 2004 Kan vägbanan hållas fuktig förhindras partikelspridning till luften
Dammbindning Trondheim CaCl 2 MgCl 2 CMA Socker Göteborg Oslo Stockholm Helsingfors Norrköping Linköping CMA MgCl 2 CMA/salt CMA
Dammbindning - erfarenheter Medeldygnshalten av PM 10 kan minskas med ca 10-40 % Effekten oftast relativt kortvarig, utläggning varje dygn vid torr väderlek (trafik och meteorologi påverkar) Längre varaktighet på höst/vinter än på våren pga att ökande solinstrålning förkortar varaktigheten Viktigt att dammbinda i tillräcklig omfattning Friktionsproblem kan uppstå Spridningsteknik viktig (kontrollerad dos, sprayspridning) Mats Gustafsson www.vti.se
Exempel: giva 10 g m -2 Dammbindningsmedel Uppmätt giva (g m -2 ) CMA 25 Socker 25 % 28 Socker 40 % 23 Behov av kalibrering för olika medel i fält CMA+NaCl 17 MgCl 2 19 CaCl 2 31 OBS: endast en mätning per medel
Exempel: spridningsbild Mats Gustafsson www.vti.se
Exempel: spridningsbild 5 Tvärsnittets area= 8.9 g/m Restsalt (g/m 2 ) 4 3 2 1 0 5 4 3 2 1 0 Vänster <-- Avstånd (m) --> Höger
Sammanfattning Interaktion mellan vinterdäck och beläggning central för både bildning och spridning av PM 10 Vintersandning bidrar ökad PM 10 bildning. Förbättringspotential i material och hantering Sandupptagning och städning behöver utvärderas och utvecklas Dammbindning akutåtgärd med potential, men oklart vad som är optimalt medel och giva för bäst dammbindningseffekt i förhållande till friktionsnedsättning, miljö, korrosion och kostnader Vinterdriften central del av PM 10 -problemet och därmed av lösningen Mats Gustafsson www.vti.se
Tack för uppmärksamheten! Kontakt: mats.gustafsson@vti.se