Dagens situation: Dubbdäck (VTI:s slitagemodell) (pdf ... - Asfaltskolan
Dagens situation: Dubbdäck (VTI:s slitagemodell) (pdf ... - Asfaltskolan
Dagens situation: Dubbdäck (VTI:s slitagemodell) (pdf ... - Asfaltskolan
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Beläggningsslitage från dubbade<br />
fordon (<strong>slitagemodell</strong>en)<br />
Torbjörn Jacobson<br />
<strong>VTI</strong>/VV<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 1<br />
Slitaget på Hornsgatan vintern 2006/2007<br />
ABS16 kvartsit<br />
SPS-tal: 2 gram<br />
3,8 milj dubbade fordon<br />
770 kg bortsliten beläggning per 100 m<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 3<br />
0,0<br />
-0,5<br />
-1,0<br />
-1,5<br />
-2,0<br />
0,0<br />
-0,5<br />
-1,0<br />
-1,5<br />
-2,0<br />
0 2850<br />
Ca 1 mm spår<br />
0 2700<br />
Ca 1 mm spår<br />
Slitage – avnötning från dubbdäckstrafiken<br />
SPS = den mängd beläggning, uttryckt<br />
i gram, som ett fordon med dubbade<br />
däck sliter bort på en sträcka av en<br />
kilometer<br />
SPS -tal<br />
1990 6-10<br />
1995 4-6<br />
1999 2-4<br />
2005 5-8<br />
2007 5-12<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 2<br />
SPS-tal (g per dubbat fordon och km väg)<br />
Utvecklingen av slitaget i Sverige<br />
150<br />
140<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Slipvärde<br />
Skelettasfalt<br />
Kulkvarnsvärde<br />
0,0<br />
-0,5<br />
-1,0<br />
-1,5<br />
-2,0<br />
-2,5<br />
-3,0<br />
-3,5<br />
-4,0<br />
0 3500<br />
2,5 mm spår<br />
Europa<br />
Lättviktsdubb<br />
Prall<br />
Poleringsproblem<br />
standard<br />
Slitagemodell<br />
1985 1990 1995 2000 2005<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 4
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
-8<br />
-9<br />
-10<br />
-11<br />
-12<br />
-13<br />
-14<br />
-15<br />
-16<br />
-17<br />
-18<br />
-19<br />
-20<br />
Avnötning (mm)<br />
Vad orsakar avnötningen?<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 5<br />
Relativ avnötning<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
Avnötning = Repning + Krossning<br />
Repning<br />
?<br />
Slag - Krossning<br />
Hastighet (km/h)<br />
Fördelning av slitaget över körfältet<br />
Motorväg Breda körfält<br />
E4, Stockholm<br />
ABS16<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500<br />
Körfältsbredd (mm)<br />
Totalt spårdjup efter 3 år (mm): 7,4<br />
Spårtillväxt per år (mm): 2,3<br />
Medelavn. per år (mm): 0,73<br />
Stenhalt >4 mm (%): 75<br />
Stenstorlek (mm): 16<br />
Kulkvarnsvärde: 6,0<br />
Livslängd (år): 5<br />
Årskostnad (kr/kvm): 7,23<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 7<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
-8<br />
-9<br />
-10<br />
-11<br />
-12<br />
-13<br />
-14<br />
-15<br />
-16<br />
-17<br />
-18<br />
-19<br />
-20<br />
Typ Körfältsbredd, Std.avv<br />
m<br />
mm<br />
1 7 250<br />
2 9 300<br />
3 13 450<br />
4 breda körfält 500<br />
5 motorväg 250<br />
6 Tunnlar 225<br />
7 2+1 vägar 200<br />
8 Extremt smala 180<br />
körfält<br />
Avnötning (mm)<br />
E4, Stockholm<br />
ABS16<br />
Totalt spårdjup efter 3 år (mm): 3,7<br />
Spårtillväxt per år (mm): 1,2<br />
Medelavn. per år (mm): 0,72<br />
Stenhalt >4 mm (%): 75<br />
Stenstorlek (mm): 16<br />
Kulkvarnsvärde: 6,0<br />
Livslängd (år): 11<br />
Årskostnad (kr/kvm): 3,29<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500<br />
Körfältsbredd (mm)<br />
<strong>Dubbdäck</strong>sanvändning<br />
På en oförändrad hög nivå sedan sekelskiftet - ökat något i söder,<br />
minskat något i norr<br />
<strong>Dubbdäck</strong>sandel (%)<br />
90,0<br />
80,0<br />
70,0<br />
60,0<br />
50,0<br />
40,0<br />
30,0<br />
20,0<br />
10,0<br />
0,0<br />
Medeldubbdäcksanvändning: 57 %<br />
Stockholm<br />
2004/2005<br />
2006/2007<br />
2004-10-22<br />
2004-10-29<br />
2004-11-05<br />
2004-11-12<br />
2004-11-19<br />
2004-11-26<br />
2004-12-03<br />
2004-12-10<br />
2004-12-17<br />
2004-12-24<br />
2004-12-31<br />
2005-01-07<br />
2005-01-14<br />
2005-01-21<br />
2005-01-28<br />
2005-02-04<br />
2005-02-11<br />
2005-02-18<br />
2005-02-25<br />
2005-03-04<br />
2005-03-11<br />
2005-03-18<br />
2005-03-25<br />
2005-04-01<br />
2005-04-08<br />
2005-04-15<br />
2005-04-22<br />
2005-04-29<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 6<br />
Sammanfattning – slitage - nuläge<br />
Slitaget ökar på grund av:<br />
• Sämre nötningsresistens hos beläggningen (sänkt<br />
krav på kulkvarnsvärde, granulatinblandning, andra<br />
kvalitetsbrister?)<br />
• Ökande trafikmängd i kombination med oförändrad<br />
hög dubbdäcksanvändning<br />
• Spårbildningen ökar på grund av smalare körfält<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 8
Resultat enligt avnötningsmodell<br />
Indata:<br />
Resultat:<br />
Utveckling av <strong>slitagemodell</strong><br />
Lars-Göran Wågberg och Torbjörn, Jacobson, <strong>VTI</strong><br />
Rubrik i diagram: E4 Version 3.2.03<br />
Underrubrik i diagram: Södertälje oktober 2006<br />
Typsektion (1/2/3/4/5/6/7/8): 5 (1=7 m; 2=9 m; 3=13 m; 4= breda körfält; 5=motorväg;<br />
6=tunnel & (2)+1 vägar); 7= 2+(1) vägar; 8= extr smala körfält)<br />
Tillåten hastighet: 110 (50, 70, 90 alt 110 km/h)<br />
ÅDT körfält: 10000 fordon/dygn<br />
Slitageperiod/år: 180 vinterdygn/år<br />
Dubbandel: 57 % (medel under slitageperioden)<br />
Saltad väg (J/N): J<br />
Tillåtet spårdjup: 17 mm<br />
Uppskattat övrigt spårdjup: 4 mm<br />
Tillgängligt slitage-spårdjup: 13 mm<br />
Stenhalt >4mm: 75 vikt-%<br />
Största stenstorlek (MS): 16 mm<br />
Kulkvarnsvärde (KV): 7<br />
Spårtillväxt per år (mm): 2,11 mm<br />
Livslängd: 6 år<br />
Årskostnad: 10,00 kr/m 2<br />
SPS-tal: 5,3 gram per dubbat fordon och kilometer<br />
Bortsliten mängd per 100 m körfält och år: 0,54 ton<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 9<br />
Testmetoder för laboratoriet<br />
0,0<br />
-1,0<br />
-2,0<br />
-3,0<br />
-4,0<br />
-5,0<br />
-6,0<br />
-7,0<br />
Avnötning (mm)<br />
-8,0<br />
-9,0<br />
-10,0<br />
-11,0<br />
-12,0<br />
-13,0<br />
-14,0<br />
-15,0<br />
-16,0<br />
-17,0<br />
-18,0<br />
-19,0<br />
-20,0<br />
20,0<br />
19,0<br />
18,0<br />
17,0<br />
16,0<br />
15,0<br />
14,0<br />
13,0<br />
12,0<br />
11,0<br />
10,0<br />
9,0<br />
8,0<br />
7,0<br />
6,0<br />
5,0<br />
4,0<br />
3,0<br />
2,0<br />
1,0<br />
0,0<br />
Avnötning spår (mm)<br />
E4<br />
Södertälje<br />
Totalt spårdjup: 9,1 mm efter 4 år<br />
Spårtillväxt per år: 2,11 mm<br />
Stenhalt >4mm: 75%<br />
Stenstorlek: 16 mm<br />
Kulkvarnsvärde: 7,0<br />
Livslängd: 6 år<br />
Årskostnad: 10,00 kr/m²<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500<br />
Körfältsbredd (mm)<br />
E4<br />
Södertälje<br />
Total spåravnötning<br />
Tillåten spåravnötning<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20<br />
Antal år<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 11<br />
Steg 1 – Utveckling av testmetoder<br />
Test metoder på laboratoriet<br />
• Kulkvarn<br />
• Prall<br />
• PVM (provvägsmaskinen)<br />
Testmetoder i fält<br />
• Provplattor<br />
• Fullskaliga provvägar<br />
• Laserinstrument för profilmätning<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 10<br />
Provningsmetoder<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 12
•Avnötning<br />
•Deformationer<br />
•Däck<br />
•Damm<br />
500 provplattor<br />
Test av provplattor i PVM<br />
R2 = 0,91<br />
2,5<br />
y = 1,0481x - 0,0736<br />
0<br />
0,5 1 1,5 2 2,5 3<br />
Road<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 13<br />
Fullskaliga provvägar<br />
Mer än 10 fullskaliga provvägar har byggts<br />
Stenmaterialkvalitet, olika beläggningstyper och modifierade<br />
bindemedel vid normal produktion testades på detta sätt<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 15<br />
Road Simulator (PVM)<br />
3,5<br />
3<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
Relativt slitage (PVM)<br />
4,50<br />
4,00<br />
3,50<br />
3,00<br />
2,50<br />
2,00<br />
1,50<br />
1,00<br />
0,50<br />
0,00<br />
Porfyr<br />
Porfyr<br />
Slitstyrkan hos olika beläggningstyper<br />
Tester i provvägsmaskinen<br />
Medelvärde: 1,7<br />
Porfyr<br />
Porfyr<br />
Porfyr<br />
Porfyr<br />
Kvartsit<br />
Porfyr<br />
Kvartsit<br />
Kvartsit<br />
Porfyr<br />
Kvartsit<br />
Kvartsit<br />
ortens<br />
Kvartsit<br />
Leptit<br />
Porfyr<br />
Kvartsit<br />
Kvartsit<br />
ortens<br />
ortens<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 14<br />
Steg 2 – kartläggning av inverkande<br />
faktorer<br />
• Faktorer kopplade till ballasten<br />
• Faktorer kopplade till asfaltmassan<br />
• Faktorer kopplade till väg och trafik<br />
• Faktorer kopplade till klimat<br />
• Faktorer kopplade till produktion<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 16<br />
Kvartsit<br />
ortens<br />
Kvartsit<br />
ortens<br />
Porfyr<br />
Kvartsit<br />
ortens<br />
Kvartsit<br />
Porfyr<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens<br />
ortens
Inverkande faktorer – kvalitén hos ballasten<br />
Relativt slitgae<br />
4<br />
3,5<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
Porfyr F.<br />
granit<br />
ABT11 ABT16<br />
Gnejs Porfyr F.<br />
granit<br />
Gnejs<br />
Av alla parametrar som inverkar på slitaget så har den grövre<br />
ballastens slitstyrka st örst betydelse<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 17<br />
Relativt slitage<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
Inverkande faktorer – andel grovt material<br />
ABT16<br />
ABS16<br />
40%<br />
20% 35% 26%<br />
Porfyr, Ä Kvartsit, R Kvartsit, K Hälleflinta Granit, F Diabas<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 19<br />
26%<br />
15%<br />
Relativt slitgae<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
Inverkande faktorer – största stenstorlek<br />
Porfyr Kvartsit<br />
ABT11 ABS8 ABS16 ABT16 ABS11<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 18<br />
Utveckling av slitstarka beläggningar - skelettasfalt<br />
Skelettasfalt, ABS (hög stenhalt)<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 20
Steg 3 – utveckling av modell för slitage<br />
• Spårdjup<br />
• Bortsliten mängd<br />
asfalt<br />
• Livslängd<br />
• Årskostnad<br />
• Version 1 (1997)<br />
• Version 2 (1999)<br />
• Version 3 (2006)<br />
Resultat enligt avnötningsmodell<br />
Indata:<br />
Resultat:<br />
Rubrik i diagram: E4, Markaryd Version 3.2.03<br />
Underrubrik i diagram: ABS16 oktober 2006<br />
Typsektion (1/2/3/4/5/6/7/8): 7 (1=7 m; 2=9 m; 3=13 m; 4= breda körfält; 5=motorväg;<br />
6=tunnel & (2)+1 vägar); 7=2+(1) vägar; 8= extr smala körfält)<br />
Tillåten hastighet: 110 (50, 70, 90 alt 110 km/h)<br />
ÅDT körfält: 4000 fordon/dygn<br />
Slitageperiod/år: 180 vinterdygn/år<br />
Dubbandel: 50 % (medel under slitageperioden)<br />
Saltad väg (J/N): J<br />
Tillåtet spårdjup: 14 mm<br />
Uppskattat övrigt spårdjup: 0 mm<br />
Tillgängligt slitage-spårdjup: 14 mm<br />
Stenhalt >4mm: 70 vikt-%<br />
Största stenstorlek (MS): 16 mm<br />
Kulkvarnsvärde (KV): 7<br />
Spårtillväxt per år (mm): 0,99 mm<br />
Livslängd: 14 år<br />
Årskostnad: 3,57 kr/m 2<br />
SPS-tal: 5,7 gram per dubbat fordon och kilometer<br />
Bortsliten mängd per 100 m körfält och år: 0,21 ton<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 21<br />
Slitagemodellen – version 3<br />
Indata: Utdata (resultat):<br />
• Kulkvarn/stenhalt/största<br />
stenstorlek<br />
• Prallvärde<br />
• Vägbredd (8 typsektioner)<br />
• Hastighet<br />
• ÅDT personbilar per körfält<br />
• Dubbandel<br />
• Saltad/osaltad väg<br />
• Antal beräkningsår<br />
• Kostnad<br />
• Spårdjup<br />
• Livslängd<br />
• Årskostnad<br />
• SPS-tal (SPecifikt Slitage<br />
per km och dubbat fordon)<br />
• Bortsliten mängd asfalt per<br />
100 m väg och per år<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 23<br />
Slitagemodellen<br />
Förväntad nytta:<br />
• ett tekniskt/ekonomiskt beslutsstöd vid val av<br />
beläggningsåtgärd<br />
• bedöma tekniska/ekonomiska effekter på vägnätsnivå<br />
beroende på vald åtgärdsstrategi<br />
• beräkning av livslängd till nästa åtgärd<br />
• effekter av trafikens sidolägesfördelning<br />
• beräkning över hur mycket asfaltmaterial som slits bort<br />
• beräkning av årskostnader<br />
• ett pedagogiskt verktyg<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 22<br />
Exempel på årskostnad och livsl ängd<br />
Objekt<br />
ABS16, ortens, kk 7, motorväg, 90 km/h<br />
ABS16, specialsten, kk 4, motorväg, 90 km/h<br />
ABS16, ortens, kk 7, motorväg, 70 km/h<br />
ABS16, ortens, kk 7, motorväg, 110 km/h<br />
ABS11, ortens, kk 7, motorväg, 90 km/h<br />
ABT11, ortens, kk 7, motorväg, 90 km/h<br />
ABT16, ortens, kk 7, smala körfält, 90 km/h<br />
Årskostnad<br />
kr/m²<br />
10,00<br />
12,00<br />
12,00<br />
15,00<br />
12,50<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 24<br />
7,80<br />
6,67<br />
Livslängd<br />
År<br />
6<br />
10<br />
8<br />
5<br />
5<br />
4<br />
4
Tack för uppmärksamheten!<br />
2007-11-23 Asfaltdagen 2007 25
Change language