Modelling residual salt - NordFoU-MORS Michel M. Eram (Projektleder) Vejdirektoratet - me5@vd.dk Göran Blomqvist (Forsker) VTI - goran.blomqvist@vti.se Kai Rune Lysbakken (Forsker) Statens Vegvesen - kai-rune.lysbakken@vegvesen.no Skuli Thordarson (Forsker) Vegsyn / Vegagerdin - skuli@vegsyn.is
Formålet med vintertjenesten er at sikre trafikflow og trafiksikkerhed, hvor miljø- og økonomiske forhold tages i betragtning Kan vi optimere vintertjenesten ved at introducere modeller der giver mulighed for bedre beslutningsgrundlag for saltninger?
Agenda Hvor meget er det årlige forbrug af vejsalt i de nordiske lande? Hvad er konsekvensen af et stort saltforbrug? Hvad gør de enkelte lande for at reducere mængden? Hvordan bidrager MORS-projektet med reducering af saltforbruget? Hvordan griber vi problemstillingen an? Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?
Årlig saltforbrug i de nordiske lande I sæson 2010/11 er der brugt over 690.000 vejsalt på de nordiske statsveje Tons/sæson Finland Sverige Danmark Norge Færøerne Island 2003/04 86.700 280.700 93.700 123.000 960 8.000 2004/05 101.000 293.100 142.000 140.100 899 13.600 2005/06 78.700 311.400 189.400 166.700 875 13.500 2006/07 70.050 183.000 73.700 137.100 1.315 14.160 2007/08 93.000 183.800 35.500 159.700 1.600 14.000 2008/09 87.300 225.500 49.700 200.000 1.103 15.500 2009/10 62.890 238.250 100.840 201.000 1.916 14.089 2010/11 78.053 253.900 107.000 238.000 1.148 15.746
Pressebevågenheden Vi skal beskytte miljøet
Pressebevågenheden Vi skal også sikre, at vi ikke salter for lidt eller for sent
Miljømyndigheders handlinger Store mængder af salt ender i rabatten Op til 30% ender i rabatten Salt i jord beskadiger mest Salt Stop næppe realistisk Planter, mindst 2m fra vejen Planter langs vejene skal beskyttes med salt beskyttelse Korrelationer mellem store trafikmængder og salt skader Vejen tværsnit påvirke saltbelastning 10-50% ender i rabatten (med vej afløb) 80-100% ender i rabatten (uden for vej afløb) Vakuum salt er årsag til forøget kloridkoncentrationen i grundvandet
Forskellige tiltag for at kontrollere saltforbruget
Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca. 615.000 tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøg er besparelserne svære at få øje på... Hvordan bidrager MORS-projektet med reducering af saltforbruget? Hvordan griber vi problemstillingen an? Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?
Baggrund for MORS-Projektet De nordiske vejmyndigheder går sammen om at finde en restsaltmodel Vej-og trafikmyndighederne i de nordiske lande ønsker at reducere saltforbruget til vintervedligeholdelse, dog under forudsætning af, ikke at forringe trafiksikkerheden og fremkommelighed. En restsaltmodel kan hjælpe vejmyndighederne med at optimere saltforbruget og beslutningsgrundlaget samt reducere antal udkald og dermed aflaste miljøet og reducere omkostningerne. Modelling residual salt MORS er initieret som et fælles nordisk forskningsprojekt bestående af forskere fra VTI/Trafikverket, Statens Vegvesen, Vegsyn/Vegagerdin og Vejdirektoratet.
Et behov for at minimere saltforbruget Model for bestemmelse af restsaltmængde Der er flere årsager til at vi har behov for at minimere saltforbruget Miljø - Beplantning langs veje - Saltning af grundvandet Korrosion - Køretøjer - Konstruktioner Omkostningseffektivitet - Færre udkald - Mindre saltforbrug - Mindre slidtage af saltspredere mv.
Projektgruppen præsentere problemstillingen i pressen Markedsføring og vidensformidling
Projektgruppen præsentere problemstillingen i pressen Markedsføring og vidensformidling
Processer og faktorer, der påvirker nedbrydning af saltet fra vejoverfladen bliver undersøgt Udstyrets egenskaber og datakvalitet vurderes 1. Hvordan kan vi måle den mængde salt som endnu ikke er opløst på vejen? 2. Hvad er grænsen for den mængde vand som enkelte sensortyper skal have for at måle valide saltmængder? 3. Hvad er den samlede usikkerhed af vejsensorernes beregnede værdier? 4. Vejoverfladens påvirkning på nedbrydning af restsalt? 5. Hvilken påvirkning har trafikken på nedbrydning af restsalt? 6. Hvilken påvirkning har trafikken på omfordeling af salt (spredebillede)? 7. Meteorologiske faktorer såsom vind og nedbør vil blive gransket med hensyn til deres påvirkning på spredebillede og nedbrydning?
Data analyseres Data fra 1. forsøgsperiode i uge 3-2012
Der skal tilstrækkelig vand tilstede for at måle rigtig mængde af restsalt Mængde og registeret tidspunkt varierer afhængig af udstyr
Forsøgene besvarer saltes placering og nedbrydning Projektgruppen finder sammenhæng mellem forskellige målemetoder Her udsættes Vaisala sensor 1 og 2 for saltvand (næsten 10%). Mængden sammenlignes ved vejning af begge petriskålene og Wet Dust Sampler. Opfølgning af saltmængde med petriskåle viser den ulige fordeling 17. jan. (grøn kurve), mere jævn mængden af salt, 18. og 19. jan. (blå og orange kurve), og forskellen i spredebredde resulterede i en smallere spredning.
Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca. 120.000 tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøge er besparelserne svære at få øje på... Modellen bidrager til optimering af saltforbrug og beslutningsgrundlag ved udkalds. Miljøet kan dermed aflastes og økonomien kan reduceres Seneste viden, teknologi og dedikerede medarbejdere fra norden er taget til brug for at løse problemet Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?
Foreløbige resultater En/flere modeller som beskriver saltets nedbrydning i takt med trafikmængde for forskellige vejklasser Sensorer Sobo 20 Lysbakken- Norge
Model for restsaltmængde En model som kan anvendes i de eksisterende systemer Restsalt for en strækning
g/m2 15 10 5 0 0
Anvendelse ved præventiv saltning Forventet restsalt Strækningsprognoser Vinterman GPS styret spredning Der saltes præcist efter behov og ikke mere
Restsalt dynamisk saltning 3 2 1 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75-1 OFF ON 5 g/m² OFF OFF ON 10 g/m² OFF -2-3 -4
Økonomi Samlet budget: 453.090 Euro
Tidsplan
Fremtidige perspektiver Restsaltmodellen Modellen kan give anledning til ændring i nuværende praksis Resultatet fra projektet skal bruges i kombination med nye/eksisterende viden Kemiske egenskaber Trafikkens påvirkning på optøning af is GPS-styret spredning Standardisering af saltspredere Strækningsvejr. NaCl Vakuum, hav og stensalt Smelteeffekt (g tømiddel/ mm is) Smelteeffekt (min./ g tømiddel/ mm is) Temperatur C g min C 0-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 Frysepunktstemperatur Kemiske egenskaber Værdi Eutektisk opløsning % Eutektisk temperatur C Massefylde g/cm3 Viskositet ved 0 C µpa s Overfladespænding J/m 2-10 Opløselighed g/100 ml vand (0 C) Smelteeffekt: for temperatur *, mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is Smelteeffekt: for temperatur *, antallet af minutter for den mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is Frysepunktstemperaturen opnået ved mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is
Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca. 120.000 tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøge er besparelserne svære at få øje på... Modellen bidrager til optimering af saltforbrug og beslutningsgrundlag ved udkalds. Miljøet kan dermed aflastes og økonomien kan reduceres Seneste viden, teknologi og dedikere medarbejdere fra norden er taget til brug for at løse problemet Modellen tilrettelægges så det kan anvendes på både kommuneveje og statsveje En implementeringsguide udarbejdes mhp. anvendelse af modellen i eksisterende systemer Vi har snart viden til at se udkaldssituationer som en helhedsorienteret proces