Betongbeläggning - bättre eller sämre än asfalt

för partikelemissioner?

Christer JohanssonMiljöförvaltningen, SLB-analys, Stockholm

Institutionen för tillämpad miljövetenskap, Stockholms universitet

Vägtrafikens bidrag• Avgaser

– Bränsle (bensin, diesel, etanol, gas)– Motortyp– Avgasrening– Temperatur

• Vägslitage– Beläggning

» Stenmtrl., stenstorl, stenhalt, ålder

– Typ av däck, antal dubb, typ av dubb– Sandning/saltning– Temperatur

• Broms- o däcksslitage– Typ av broms– Typ av däck

Gemensammafaktorer:

FordonstypHastighetStart/stoppVägens lutningVäglag

Källors bidrag till PM10 i StockholmEnergy, not wood

Energy, wood

Traffic, road wear

Traffic, exhaust

Ferries

Off-road machinery

24%

10%

54%

5%

3% 4%

Emissioner(Stockholm)

5%

5%

83%

7%

0,0%

0,2%

Koncentrationer(Stockholms centrum)

Källor till ”vägdamm”• Beläggningsslitage (sten, bitumen)• Vägsalt• Dammbindningsmedel• Havssalt• Bromsslitage• Däckslitage• Dubbslitage• Spill (jord, sten, oljor, bränslen, cement etc.)• Fasadputs etc från husrenovering• Biologiskt material (från bakterier, svampar, växtmaterial etc)• Deponerade partiklar (sekundära partiklar m fl. från andra källor)• Avgaspartiklar• Korrosionsprodukter från fordon• Kopparoxider m fl oxider från hustakavrinning• Korrosionsprodukter från vägskyltar, räcken etc.

Mätning av PM emission från betongbeläggning

BeläggningarnaTabell 1. Beskrivning av mätsträckorna.

Parameter Betongbeläggning Asfaltbeläggning

Kulkvarnsvärde 8,2 5,8

Maximal stenstorlek 16 mm 16 mm

Andel stenmaterial > 4 mm Ca 65% Ca 75%

Ålder 3 år 2 år

Trafikflöde (årsmedeldygn) Uppsala – Fullerö: 23 000 Fullerö – Björklinge: 16 000

Björklinge – Karby (Örbyhus): 12 000

Skyltad hastighet (medelhastighet)

Uppsala – Fullerö: 110 km/h (114 km/h) Fullerö – Björklinge: 120 km/h

Bjöklinge – Karby (Örbyhus): 120 km/h

KulkvarnsvärdetJacobson

PM10 genereringDubbdäck

3950

71

3040

55

0

10

20

30

40

50

60

70

80

70 km/h 90 km/h 110 km/h

Ko

nce

ntr

atio

n (µ

g/m

3)

Asfalt

Betong<10 µm

Norrut

Söderut

PM10-PM1 genereringDubbdäck

3848

69

2939

53

0

10

20

30

40

50

60

70

80

70 km/h 90 km/h 110 km/h

Ko

nce

ntr

atio

n (µ

g/m

3)

Asfalt

Betong1 - 10 µm

PM10 genereringodubbade vinterdäcket

4.0 4.6 6.64.87.7

12.6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

70 km/h 90 km/h 110 km/h

Ko

nce

ntr

atio

n (µ

g/m

3)

Asfalt

Betong<10 µm

Storleksfördelning

0

50

100

150

200

250

0.1 1 10 100

AsphaltBetong

70 km/h

Dubbdäck

0

50

100

150

200

250

0.1 1 10 100

AsphaltBetong

90 km/h

StorleksfördelningDubbdäck

1

51

101

151

201

0.1 1 10 100

AsphaltBetong

110 km/h

StorleksfördelningDubbdäck

Krävs kraftig hastighetsreduktion för att åstadkomma likvärdig minskning i

PM10 generering

y = 0.0732x1.4124

y = 0.0942x1.4083

0

10

20

30

40

50

60

70

80

60 70 80 90 100 110 120

PM10

konc

ntra

tion

(µg/

m3)

Hastighet km/h

BetongAsfalt

HastighetsberoendePM10 odubbat däck

y = 0.0005x2.1743

y = 0.0216x1.2052

0

10

20

30

40

50

60

70

80

60 70 80 90 100 110 120

PM10

konc

ntra

tion

(µg/

m3)

Hastighet km/h

BetongAsfalt

För att åstadkomma 20% - 30% reducerade utsläpp med hastighetsåtgärd krävs mycket

kraftig hastighetsminskning

Betongbeläggning i st f asfalt borde vara mckt effektiv åtgärd

PM10 generingen med olika dubbandelar

78% 84% 82%85%96% 98%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

70 km/h 90 km/h 110 km/h

PM

10

(Be

ton

g)/

PM

10

(As

falt

)*1

00

70% dubb

30% dubb

Men...Högre PM10 gen. i vänstra kk!

• Ca 30% högre för betongbeläggningen • Både det dubbade och det odubbade däcket• Varför?

– Mer ackumulerat material i vänstra kk betong– Mindre trafik => ej avsliten?

• Antag att 20% av alla fordon färdas i vänstra körfältet och dubbandelen 70% så blir PM10 genereringen endast 6% lägre på betong jfrt m asfalt

Sammanfattning

• dubbdäcken genererar betydligt mera partiklar jämfört med de icke dubbade däcken

• bildningen av PM10 var ca 30 % lägre från betongbeläggning jämfört med asfaltsbeläggning då dubbdäck användes

• Minskning vid alla hastigheter 70, 90 och 110 km/h

• Partikelstorleksfördelningen uppvisade ett maximum vid ca 4 µm både för betongbeläggningen och för asfaltbeläggningen

• Men mer PM10 från betongen i vänstra körfältet

Mer att studera

• Maximala stenstorlek (16 mm)• Stenmaterial

– Kulkvarnsvärde• Betong = 8,2 • Asfalt = 5,8

– Andelen fint stenmaterial • Betong = 75%• Asfalt = 65%

• Åldern på beläggningarna • Betong = 3 år• Asfalt = 2 år