Prognos av vägars bärförmåga – användning av temperatur som nyckeltal

Den globala tendensen är ett varmare klimat där temperaturer nära 0 °C eller strax över 0 °C under vinterhalvåret blir allt vanligare.

En av klimatförändringens konsekvenser i vårt klimat skulle kunna bli tjällossning under en betydande del av vintern och mer tjälskador på vägarna. Tjällossningen innebär på vissa vägar bärförmågeproblem. Bärförmågeproblemen innebär kostnader för samhället i form av att företag inte kan använda vägnätet till fullo. Enligt skogsindustrins egna beräkningar förlorar skogsindustrin årligen (2008) mellan 510-590 miljoner kronor på grund av nedsatt bärförmåga. Därutöver tillkommer kostnader på grund av bärförmågeproblem för den snabbt ökande biobränsleindustrin och väghållaren.

Eftersom viktnedsättningar och lastrestriktioner framförallt påverkar de tunga transporterna på vägarna skapar tjällossningsproblemen stora samhällsekonomiska kostnader. I en förhoppning om att kunna hitta ett enkelt mätetal, till exempel temperatur, som kan ge information om när och hur länge lastrestriktioner skall appliceras på vägarna har ett samarbetsprojekt mellan Trafikverket, Högskolan Dalarna, Göteborgs universitet och Luleå tekniska universitet initierats. De olika lärosätena arbetar med sina respektive delar i linje med lärosätets expertkunskap. Högskolan Dalarna arbetar med IT, Göteborgs universitet arbetar med klimat och Luleå tekniska universitet arbetar med den geotekniska delen.

I USA har frågan också studerats och intressanta modeller för prognostisering av tjällossningen har tagits fram. Den modell som verkar mest intressant i dagsläget baseras på väg- och lufttemperaturdata och har tagits fram av Washington State Department of  Transportation och sedan förfinats av Minnesota Department of Transportation. Eftersom Minnesota har ett klimat som liknar klimatet i stora delar av Sverige (vinter med minusgrader, snö, tjäle, tjällossning under våren) är deras användande av prognosmodellen för tjällossning extra intressant.

Under 2010 analyserades insamlad temperaturdata från en teststräcka i Sverige med hjälp av prognosmodellen. Prognosmodellens resultat jämfördes sedan med fallviktsdeflektometermätningar utförda på samma teststräcka och under samma tidsperiod som temperaturdata från väg- och luft samlades in. Det som jämförelsen visade var att prognosmodellen i ett oförädlat tillstånd ger möjligheter för att prognostisera tjällossningen. Resultaten var särskilt intressanta om det är hållfastheten djupare ned (~900 mm) under vägytan som är viktigast för vägens strukturella hälsa. En fullt fungerande prognosmodell för tjällossning bör kunna användas som ett översiktligt planeringsverktyg för var nedsättningar av tillåten last skall utföras.

Doktorand: Andreas Berglund
Handledare: Tommy Edeskär

Sidansvarig och kontakt: Richard Renberg

Publicerad: 20 april 2011

Luleå tekniska universitet