Prognos av vägars bärförmåga vid tjällossningen : användning av temperatur som nyckeltal

• The global trend towards a warmer climate and temperatures near or just above 0 °C during winter months, will most likely be more common in future. One of the consequences of this climate change could, in a worst-case scenario, be freezing and thawing over a significant part of the winter with corresponding road bearing capacity problems. Bearing capacity problems may lead to increased costs to society when heavy traffic is forced to change route or carry less weight. In addition, road maintenance costs will increase. According to pulp industry calculations, this industry sector will face additional costs in the range of 510-590 Million SEK every year due to road bearing capacity problems. In addition to this, the costs related to the rapidly growing bio fuel industry will be added. If a reliable forecast of load-bearing capacity problems and potential load restrictions on roads can be found, it would be cost effective for road administration and society. This text presents the content of the licentiate work is presented and in what report more information could be found. One aspect of frost damage on roads that is highlighted in the thesis is decision making when conducting a road inventory. In a study conducted within the licentiate work it was shown that the results from different actors performing frost inventory on the same road stretch can vary a lot. There should be efforts made to reduce the individual dependence when performing a road inventory. The main part of the licentiate work deals with a model for the prediction of bearing capacity problems on roads. The work gives an idea of the possibility to use the temperature based model used in Minnesota, USA in Sweden. The evaluation is done by comparing falling weight deflectometer (FWD) test results with the results from the temperature based forecast model. When comparing the FWD results: AREA-parameter and subgrade modulus with results from the Minnesota model, the subgrade modulus seems to have the greatest agreement with the forecast model. However, they both seem to show the overall development of low bearing capacity during thaw. The overall conclusion about the temperature based forecast model is that it seems to give fairly good results and work well. It will work better if it can be further calibrated but it has some flaws if the temperature seesaws around 0 °C. The forecast model should, despite this, be able to assist road holders in Sweden as a planning tool, when dealing with bearing capacity problems during thaw.

• Den globala tendensen är ett varmare klimat och att temperaturer nära eller strax över 0 °C under vinterhalvåret blir allt vanligare. En av klimatförändringens konsekvenser skulle i ett "värsta-fall-scenario" kunna bli tjällossning under en betydande del av vintern, med följande bärförmågeproblem på vägarna. Detta leder till ökade samhällsekonomiska kostnader då tung trafik tvingas lasta mindre eller ändra rutt (tidsförlust) och ökade underhållskostnader för sönderkörda vägar. Skogsindustrin beräknades 2008 ha merkostnader på 510-590 miljoner kronor per år på grund av bärförmågeproblem enligt egna beräkningar. Till denna summa tillkommer merkostnader för den snabbt ökande biobränsleindustrin. Genom att kunna prognostisera bärförmågeproblem vid tjällossningen skulle lastrestriktioner läggas i rätt tid och väghållar- och användarkostnader minskas.Ett enkelt mätetal kopplat till bärförmågan kan användas för att prognostisera när och hur länge vägen har bärförmågeproblem, alltså när lastrestriktioner bör appliceras för att vara mest kostnadseffektivt. En fullt fungerande prognosmodell skulle också kunna minska behovet av fallviktsmätningar och okulära besiktningar vid införandet av lastrestriktioner.I denna sammanhållande text presenteras innehållet i licentiatarbetets olika delar och var den beskrivna informationen som helhet går att finna. En aspekt av tjälskador på väg som belyses i arbetet är beslutsfattandet vid tjälinventeringar. Tjälinventeringar ligger till grund för åtgärdsplaneringen och det är därför viktigt att de utförs korrekt. En delrapport i licentiatavhandlingen visar att tjälinventeringar utförda av olika aktörer på samma vägsträcka kan skilja mycket. Det finns ett värde i att minska individberoendet vid tjälinventeringar.Huvuddelen av arbetet behandlar en modell för prognos av bärförmågeproblem på vägar som används i Minnesota, USA. Modellen använder temperatur som nyckeltal och har testats på en vägsträcka belägen cirka 7 km utanför Luleå. Temperatur- och fallviktsdata hade tidigare samlats in på teststräckan. Insamlad data användes för att utföra en analys av vägens bärförmåga och hur den förändras under tjällossningen. Temperaturdata användes i "Minnesotamodellen" och jämfördes med utvärderade parametrar från fallviktsmätningarna. Vid en jämförelse mellan AREA-parametern, undergrundsmodulen och "Minnesotamodellen" ger undergrundsmodulen och "Minnesotamodellen" den bästa överensstämmelsen.Prognosmodellens grundidé fungerar på den testade vägsträckan. Prognosmodellen har utvecklingsmöjligheter som fortfarande inte är undersökta. Modellen borde i framtiden kunna användas som ett översiktligt planeringsverktyg vid bärförmågeproblem kopplade till tjällossningen.

Subject headings

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Samhällsbyggnadsteknik -- Geoteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Civil Engineering -- Geotechnical Engineering (hsv//eng)

Keyword

Soil Mechanics

Geoteknik

Publication and Content Type

vet (subject category)

lic (subject category)