Projekt BVFF - publicerade   BVFF nummer:  2014-064 Projekttitel  Modellering av tjällossningsförlopp vid vägdimensionering Projektledare/Kontaktperson  Tommy Edeskär Telefon  0920-493065 Utförarorganisation  LTU Medutförare  VTI (ej vidtalad) Bakgrund  I nuvarande tjäldimensioneringssystem används objektspecifik temperaturdata för att beräkna tjällyftningen. Den beräknade tjällyftningen används som dimensioneringskriterium. Ur nedbrytningshänseende är det tjällossningsförloppet viktigare. Ett snabbt upptiningsförlopp ger större tjällossningsproblem än ett långsamt förlopp. Ett nyligen avslutat examensarbete vid LTU visar att nuvarande tjäldimensionering ger ett för litet utskiftningsdjup. Det är en indikation på att nuvarande modell bör revideras. Sammanfattning  Tjälskador är ett signifikant problem för det svenska vägnätet, framförallt på det lågtrafikerade nätet. Tjällyftning och bärighetsnedsättning förkortar vägkonstruktionernas förväntade livslängd. Dagens tjäldimensionering baseras på en beräkning av maximalt tjällyft. Den beräknade maximala tjällyftningen jämförs med krav ställda som baseras på referenshastigheten på vägen och dess trafikmängd. Dessa kriterier är baserade på komfortkrav och inte på effekter på konstruktionen eller nedsättning i livslängd. Dagens tjäldimensioneringsmodell är enkel att tillämpa men har brister. Förenklingarna i modellen och brister i materialbeskrivningen resulterar i att modellen ger missvisande resultat och att effekter av åtgärder som lindrar tjällyftningsproblemet inte beaktas. Det finns heller ingen ansats till att bedöma effekten på konstruktionen av tjällyftningen. I detta projekt kommer tjällyftningsmodellen att revideras. Hur olika modellantagande påverkas resultatet kommer att utvärderas och jämförs med andra tjällyftningsmodeller internationellt. En större laboratoriestudie kommer att genomföras i ett internationellt samarbete för att utreda hur olika försöksuppställningar och utvärderingsmetoder påverkar resultaten. En materialkarakterisering kommer att genomföras för att få nödvändiga indata till modellen och dessa indata kommer att relateras till lättbestämda storheter för att tjäldimensioneringsmodellen ska kunna fungera som ett ingenjörsverktyg. Den termiska modellen utvecklas till en 2D-modell. Ett indexbaserat system för att relatera effekten av tjällyftning till beläggningsskador kommer att föreslås. Förväntat resultat  Projektet förväntas resultera i en ny tjäldimensioneringsmodell och ett reviderat materialklassificieringssystem för tjällyftningsegenskaper. I projektet genereras också materialdata och förslag till provningsmetod av material för tjällyftningsberäkningar. En modell för att relatera uppkomst av tjälsprickor från tjällyftning tas fram. Forskningsmässigt involverar projektet de flesta viktiga aktörerna inom forskning mot tjällyftning och innebär att de olika provningsmetoder som utvecklats för att bestämma tjällyftningsegenskaper kan jämföras. Det är ett första steg mot en standardisering av en metod för försök och utvärdering. Ansatsen att koppla tjällyftningen till beläggningsskador som dimensioneringskriterium ligger inom forskningsområdets framkant. Vetenskapligt resulterar projektet i 3-5 vetenskapliga artiklar och en doktorsavhandling. Plan för resultatspridning och implementering  Resultaten från detta projekt behöver implementeras i ett antal tekniska system och styrdokument. Beräkningsmodellen ska implementeras i dimensioneringsverktyget PMS-Objekt. Implementeringen bör genomföras under ledning av Trafikverket och i nära samverkan med TrV. Den part som är ansvarig för programmet bör säkerställa att den implementerade koden överensstämmer med övriga delar i programmet. Försöksmetodiken för bestämning av tjällyftningsegenskaper behöver revideras i det tekniska dokument. Ett nytt materialklassificeringssystem för tjälberäkningar behöver implementeras dels i försöksprogrammet, men även i underliggande dokument som tex TrV TKGeo, metodbeskrivningar och VägAMA. Resultaten sprids genom de vetenskapliga publikationer som genereras i projektet. Tidsramar  Projektet drivs i form av ett doktorandprojekt och löper under 5 år. Projektet påbörjas i januari 2014 och förväntas avslutas i december 2018. Nedan anges en grov tidplan: 2014; Desktop-study av tjällyftningsmodeller, jämförande laboratorieförsök, utbyte Kanada 2015; jämförande laboratorieförsök, materialkarakterisering 2016; korrelera materialstorheter till tjällossningsegenskaper, förslag på reviderad tjällyftningsmodell, lic 2017; laboratorieförsök, 2D-modell, fältstudier 2018; Tjällyft kopplat till beläggningssprickor, fältstudier, implementering, disputation