National Transport Library Research Database

Beläggningars och friktionsmaterials dammningsbenägenhet (Influence of pavement properties on wear particle emission)

  • Gustafsson, Mats
  • Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI), Statligt forskningsinstitut, 202100-0704
Sponsors, duration, budget: Vägverket ; 2005-05-01 -- 2011-09-30 Registration number:
  • Vägverket AL90 B 2004:21537
Subject(s): Online resources: Abstract: Resultat från senare års forskning har påvisat att slitage av vägbeläggningar och bidrag från slitage och nedmalning av påfört friktionsmaterial är av mycket stor betydelse för höga halter av inandningsbara partiklar (PM10) i omgivningsluften. Även för PM2,5 (s.k. respirabla partiklar) har vägdammet visats utgöra en betydande andel under vinterhalvåret. Båda dessa fraktioner har påvisats ha negativa hälsoeffekter och PM10 har belagts med en miljökvalitetsnorm fr.o.m. januari 2005. En norm för PM2,5 är under utarbetande. I många hårt trafikerade väg- och gatumiljöer i Sverige överskrids de kommande gränsvärdena för PM10 och det är därför av stor vikt att finna åtgärder som kan begränsa vägdammets bidrag. En central kunskap som idag till stora delar saknas är den om hur olika beläggningars innehåll och konstruktion påverkar uppkomsten av PM10 vid slitage. Likaså friktionsmaterialens kvalitet och sammansättning behöver undersökas. I Vägverkets Utvecklingsområde 13 anges som prioriterat forskningsbehov att: • Olika beläggningars kvalitet ur partikelgenereringssynpunkt behöver undersökas med vetenskapliga studier. • Olika kvaliteter på friktionsmaterial ur partikelgenereringssynpunkt t.ex. användning av natursand eller krossat bergmaterial i halkbekämpningssyfte behöver undersökas. Även i Länsstyrelsens i Stockholms län åtgärdsprogram mot PM10 lyfts behovet av att förbättra kunskapen om såväl beläggningars som friktionsmaterials damningsegenskaper, inom åtgärder som behöver utredas på kort sikt. Syfte Syftet med föreliggande projekt är att studera olika beläggningars och friktionsmaterials egenskaper i förhållande till generering av PM10 och PM2,5. Metod I projektet används VTI:s provvägsmaskin (PVM) för att generera partiklar från slitage av vägbana. PVM har använts som partikelgenerator med gott resultat i projektet WearTox. Maskinen kan köras i upp till 70 km/h med olika kombinationer av däck och beläggningar. Förslagsvis 5-10 olika beläggningar provas. Val av beläggningar kan grundas på geografisk användning, ÅDT, relation till befolkningsexponering av PM10 och PM2,5, hållfasthet etc. Partiklarnas storleksfördelning beskrivs med hjälp av APS (aerodynamic particle sizer) och SMSP (scanning mobility particle sizer) och halten av PM10 och PM2,5 med DustTrak. Såväl ingående stenmaterials petrografi, hållfasthetsegenskaper och storlekssammansättning som beläggningens övriga uppbyggnad, yttextur etc., bör användas i multivariat analys, för att relatera dessa till uppmätta partikelhalter. För friktionsmaterial är också storlekssammansättning, form och hållfasthetsegenskaper viktiga, liksom effekten av att använda tvättat stenmaterial. T.ex. är natursand normalt mer rundat än stenkross, vilket kan antas påverka damningsegenskaperna. På så vis kan de viktigaste egenskaperna som påverkar damning hos beläggning och friktionsmaterial tas fram. Partikelprover av PM10 och/eller PM2,5 insamlas även för kemisk/fysikalisk analys i detta eller angränsade projekt. Förväntat resultat Projektet förväntas leda till kunskap om olika beläggningars och friktionsmaterials damningsbenägenhet som direkt kan implementeras i drift och underhåll av gator och vägar för att minimera PM10-bidraget från beläggningsslitage och vinterdrift. Projektförslaget har direkt koppling till flera pågående och ansökta projekt med stora möjligheter till samordningsvinster, både ur vetenskaplig och ur ekonomisk aspekt. Det pågående Vägverksfinansierade projektet ”Damningsminimerad vinter- och barmarksdrift” avser göra studier i PVM, här med huvudsyftet att utveckla metod och mått för beläggningars damningsbenägenhet. Inom EMFO-programmet har tre ansökningar ingivits där PVM:s funktion som partikelgenerator utgör en viktig del. Dessa är: ”Trafikgenererade inandningsbara slitagepartiklar: bildningsprocesser, emissionsfaktorer, och förekomst ur åtgärdsperspektiv”, ”Nanopartiklar från däck- och vägbaneslitage?” Här ligger fokus främst på partiklarnas egenskaper och sammansättning, bildningsprocesser och partiklarnas toxicitet.Abstract: Pavement wear is a major source for inhalable particles (PM10) in road environments. In the Nordic countries, where studded tyres are used during winter, pavement properties are especially important. During the last decades increasingly durable pavements have been developed to better withstand studded tyre wear, reducing the costs for maintenance. This development has focused on total wear, but today the issue of PM10 emission from pavements enforces a concern for how pavement properties affect this aspect. At the VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) an indoor road simulator is used to investigate how pavement properties such as construction, stone material and maximum stone size affect PM10 emission and properties. The pattern is not always consistent, indicating complex relations between stone material properties and road pavement construction. Research is on-going and aims to result in guidelines on what pavement constructions and material properties to take into account when deciding for what pavements to use in areas where reduced particulate air pollution is of high priority.
Item type: