1 Energiförbrukning och kvalité hos olika vägkonstruktioner och beläggningar 2 1
Presentationen baseras på: Examensarbete vid KTH 1995 Examensarbete Högskolan Dalarna 1995 och1997 Examensarbete Högskolan Halmstad 2009 Uppföljningar inom Vägverket, Vägverket Produktion, Svevia, Skanska och Nynäs. Information från Shell, Vägverket, NCC, Transit New Zealand, AUSTRROADS mfl. 3 Lågtrafikerad väg med massabeläggning Varmmassa Kallmassa För 1 ton varm asfalt på vägen behövs en energimängd på >1500 MJ Kall massa kräver bara 1/3 så mycket energi 4 2
Tillverkning av kall massa (<50ºC) 5 Energiförbrukning och CO 2 utsläpp Beläggning Tjocklek MJ/m 2 g/m 2 Varmblandad AG 100 mm 362 14 513 Kallblandad AG 100 mm 158 4 094 Runbase 100 mm 86 3 418 Runbase 50 mm 51 2 135 J + varmblandad beläggning 45 mm 163 6 531 J + kallblandad beläggning 45 mm 71 1 842 Dubbel ytbehandling 25 mm 16 221 Indränkt makadam 40 mm 18 312 Grusbärlager 100 mm 20 337 6 3
Y2G energibehov <20 MJ/m 2 7 IM 40 energibehov <25 MJ/m 2 8 4
30 ABT energibehov <120 MJ/m 2 9 Spårdjup 1991 (1000 2000 ÅDT k ) Vid ålder 7 år (ungefär medianåldern) 10 5
IRI 1991 (1000 2000 ÅDT k ) Vid ålder 7 år (ungefär medianåldern) 11 Tillverkning av varmmassa (>120 º C) Asfaltfabrik Mobilt asfaltverk 12 6
Mellantrafikerad väg i Sverige 13 Mellantrafikerad väg Nya Zeeland 14 7
Mellantrafikerad väg bra underlag Slitlager Y2 + ev. 32 mm AB 32 mm ABS Y1 eller TSK Bindlager ---------- 40 mm ABb 45 mm ABb Bundet bärlager ---------- 50 mm AG 50 mm RUNBASE 15 Mellantrafikerad väg dåligt underlag Slitlager Y2 + ev. 32 mm AB 32 mm ABS Y1 eller TSK Bindlager ---------- 40 mm ABb 45 mm ABb Bundet bärlager ---------- 50 mm AG 50 mm RUNBASE 16 8
Utveckling av reflektionssprickor C.R. Jones et al 1998 (REAAA in Wellington, New Zealand 3-8 maj 1998 17 Mellantrafikerad 9 meters väg 1 km Total energianvändning MWh Australien/ Nya Zeeland Vägverket Svevia 85 250 540 560 340-350 Anm. Gäller vägöverbyggnaden från krossverk till färdig väg samt från central bindemedelsdepå till färdig väg. 18 9
Mellantrafikerad motorväg 1 km Total energianvändning MWh Australien/ Nya Zeeland Vägverket Svevia 280 540 1260 1290 730 Anm. Gäller vägöverbyggnaden från krossverk till färdig väg samt från central bindemedelsdepå till färdig väg. 19 Trafikanpassad motorväg E18 Segmon 1995 20 10
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 Krossad sprängsten 0-200 mm 130 mm 130 mm 130 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. 21 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) Grusbärlager (0-40 mm) 50 mm BM *) 50 mm BM *) 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. 22 11
Ojämnhetsutveckling - IRI K1 BM K1 IM K2 BM K2 IM -97-98 -99 2000-01 -02-03 -04-05 -06-07 -08-09 0,99 1,01 1,01 1,08 1,08 1,09 1,13 1,14 1,14 1,19 - - 1,24 0,94 0,96 0,96 1,03 1,01 1,03 1,07 1,05 1,06 1,10 - - 1,17 1,17 1,16 1,16 1,17 1,17 1,15 1,2 1,2 1,22 1,24 - - 1,23 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. 23 K1 BM K1 IM K2 BM K2 IM Spårutveckling mm -97-98 -99 2000-01 -02-03 -04-05 -06-07 -08-09 3,1 3,4 4,4 5,1 5,1 5,5 5,8 6,7 7,0 7,6 - - 6,5-9,0 3 3,4 4,2 5 5 5,8 6,1 7,2 7,6 7,7 - - 5,0-9,6 2,8 2,7 3,3 3,4 3,2 3,6 3,3 3,5 3,6 3,6 - - 2,5-3,8 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. 24 12
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) Slutsats: Energisnåla beläggningars fördelar blir tydligare med tiden. Anm. Undre bärlager BM är med bitumen verksblandad makadam Undre bärlager IM är med bitumenemulsion indränkt makadam 25 Motorväg E18 Segmon 1995 1 km Total energianvändning MWh Trafikanpassad konstruktion 1100 1500 Ursprungligt tänkt konstruktion Anm. Gäller vägöverbyggnaden från krossverk till färdig väg samt från central bindemedelsdepå till färdig väg. Total vägbredd 23 meter 26 13
Sammanfattning E18 Segmon Total energiförbrukning 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. 27 Sammanfattning energiförbrukning 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. 28 14
Alltid på väg 29 30 15