1. Vatten, vägsalt och temperatur i
två vägtvärsnitt
Klas Hansson
Väg- och banteknik, VTI
2. Innehåll
» Bakgrund
» Infiltrations- och vattenflödesmönster
» Tjäle och vattenflöden
» Motorvägens bärlager –
fryspunktsnedsättning och ångflöde
» Eventuellt lite statistik
» Summering
3. Bakgrund
» Vatten påverkar bärighet, tjälprocessen &
transporterar föroreningar från vägen
» Vattendirektivet
» Mål:
1. att insamla mätdata
2. att förbättra förståelsen av ytavrinnings-,
infiltrations- och vattenflödesprocesser i
vägbank och dike
4. Infiltrations- och vattenflödesmönster
2 0.06
1.5
0.04
öjd )
H (m
1
0.5 0.02
0
» Ny motorväg, rv 40 5 6 7 8 9 10 11 12
0
Tvärsnittsposition (m)
2 0.06
» Ökning av vattenhalt 1.5
4, 44 och 72 timmar öjd )
H (m
1
0.04
efter starttid 0.5 0.02
0
0
5 6 7 8 9 10 11 12
Tvärsnittsposition (m)
2 0.06
asfalt 1.5
0.04
öjd )
H (m
1
0.5 0.02
0
0
5 6 7 8 9 10 11 12
Tvärsnittsposition (m)
5. Infiltrations- och vattenflödesmönster
» Vattenhalter i utvalda givare vid samma tillfälle (~3 dygn).
0.4
21 Bärlager
0.35 15
Förstärkningslager
Volumetrisk vattenhalt (-)
10
0.3 11
0.25
8 Terass
25
0.2 26 Dike
0.15
0.1
0.05
2007/06/01 2007/06/02 2007/06/03 2007/06/04 2007/06/05
6. Infiltrations- och vattenflödesmönster
» Transport av vägsalt genom motorvägen - spårämne
» Modellerat snötäcke
Plogning
100 Fast salt
Löst salt
Water equivalent (mm)
Snötäcke
80
60
40
20
Jan07 Feb07 Mar07
7. 0.14 0.14
21 11
B ulk elec tric al c onduc tiv ity (S /m )
0.12 15 0.12
Bulk electrical conductivity (S/m)
7
10 6
0.1 11 0.1 4
8 3
0.08 7 0.08
2
5
1
0.06 0.06
0.04 0.04
0.02 0.02
0 0
2007/02/25 2007/03/04 2007/03/11
Mar07 Apr07 May07 Jun07
Givare Topp passerar Summa tid Differens (dygn)
(dygn)
11 28-Feb-2007 16:00 0 0
• Sista snösmältningen 7 05-Mar-2007 09:00 5 5
• Typisk spårämnestransport 4 23-Mar-2007 08:00 23 18
6 02-Apr-2007 04:00 33 10
• 55 dagar till sista toppen 3 15-Apr-2007 05:00 46 13
2 19-Apr-2007 18:00 50 4
1 24-Apr-2007 22:00 55 5
8. Infiltrations- och vattenflödesmönster
Vattenhaltsgivare som uppvisar
en hög grad av korrelation har
grupperats i blåa fält.
Geotextil är avdelare.
Salthaltsgivare (TDR) vars
mätserier uppvisar en hög grad
av korrelation har grupperats i
gula fält.
10. Tjäle och vattenflöden
Vattenflöde mot tjälfronten:
0.46
0.44
0.4
0.42
Volumetrisk vattenhalt (-)
Volumetrisk vattenhalt (-)
0.35
0.4
0.3 0.38
0.25 0.36
0.34
0.2
11 0.32 6
0.15 12 7
0.3 8
13
0.1
Jan07 Feb07 Mar07 Apr07 Jan07 Feb07 Mar07 Apr07
Ofruset vatten ovanför tjälfronten Ofruset vatten under tjälfronten
Ökad vattenhalt orsakar dålig bärighet i samband med tjällossning!
11. Tjäle och vattenflöden
» Bärlagret i motorvägen:
15 0.3 0.5
Elektrisk konduktivitet i porvattnet (S/m)
16
11 16
19
10 0.25 0.4 19
Volumetrisk vattenhalt (-)
Temperatur (°C)
5 0.2 0.3
0 0.15 0.2
-5 0.1 0.1
-10 0.05 0
Jan07 Feb07 Mar07 Apr07 01/01 02/01 03/01 04/01 01/01 02/01 03/01 04/01
» Fryspunktsnedsättning pga vägsalt
» Ångtransport bakom ökning av vattenhalt?
» Problem vid tjällyftning
pga olika styvhet?
12. Summering
» Infiltration av avrinnande vatten sker framförallt i
stödremsan, med en viss avlänkning i sidled
» Snabb transport genom motorvägen (~1 vecka)
» Geotextil/finmaterial avlänkar vatten
» Kan behöva nya riktlinjer för användning av geotextil
» Vägsalt åstadkommer fryspunktsnedsättning i bärlager
13. Statistik
Rv 40
Figurerna visar
medeltemperaturer.
Både högsta och lägsta
temperatur uppmättes
under asfalten pga
asfaltens strålnings-
V 459
egenskaper.
Interaktionen yta -
atmosfär
14. Frysning Torkning
» Omfång (range) av vattenhalt i motorvägen
» Varning för interpolationsartefakter!
