Prov med befuktat salt vintrarna 1980/81 - 1983/84 (Tests with pre-wetted salt in the winters 1980/81 - 1983/84)

V Ä f r a p p o r t

299 1985

Prov med befuktat salt vintrarna

1980/81-1983/84

Kent Gustafson

Väg och Trafik-

Statens väg- och trafikinstitut (VT!) * 581 01 Linköping

InStitutel sweaish Road and Traffic Research Institute * S-581 01 Linköping Sweden

ä

V77m??

2.99

1935

Prov med befuktat salt vintrarna

7980/81- 7.983/84

Kent Gustafson

_Vag-06,)

_{Statens väg- och trafikinstitut (vr/i - 58 1 0 1 Linköping}

FÖRORD

På det högtrafikerade vägnätet i Sverige används idag kemisk halkbe-kämpning med natriumklorid, NaCl. Saltet har dock negativa effekter för

bl a växtlighet, broar och fordon. Både i Sverige och utomlands pågår

därför försök att minska mängden använt salt genom förbättrade meto-der. En sådan metod är spridning av befuktat salt.

Vägverket har sedan 1980/81 provat ett antal saltspridare med befukt-ningsmöjlighet. Metodens effekt jämfört med konventionell saltning har under fyra vintrar undersökts av Vägverket och VTI vid några olika

arbetsområden. Resultat från en del av dessa undersökningar har tidigare

redovisats i rapporter från Vägverket (DDa) och VTI. I föreliggande rapport sammanfattas resultat från dessa samt redovisas försök med fuktsalt från Mantorp, VfE vintern 1983/84. I det senare fallet användes NaCl-lösning för befuktning, till skillnad från tidigare använd CaClz-lösning.

Undersökningarna om befuktat salt har utförts på uppdrag av och med medel f rån Vägverket.

Linköping september 1985

Kent Gustafson

INNEHÅLLSFÖRTECKNING REFERAT ABSTRACT SAMMANFATTNING SUMMARY 1 INLEDNING 2 METODBESKRIVNING

I 3 FÖRSÖKETS UPPLÃGGNING OCH GENOMFÖRANDE

3.1 Provsträckor

3.1.1 Ödeshög

3.1.2 Timrå 3.1.3 Mantorp

3.2 Utrustning och salt 3.3 Mätmetodik

4 RESULTAT

4.1

Vägverkets undersökning i Ödeshög 1980-82

4.2 Vägverkets undersökning i Ljungskile 81-82

4.3 VTI:s undersökning i Timrå 1981/82

4.4

VTI:s undersökning i Ödeshög 1982/83

4.5 VTI:s undersökning i Mantorp 1983/84. Prov med

NaCl-lösning för befuktning 5 PRAKTISKA ERFARENHETER REFERENSER Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 VTI RAPPORT 299 Sid II III VI 10 11 12 12 13 14 17 17 19 20 27 35 49 53

Prov med befuktat salt vintrarna 1980/81-1983/84 av Kent Gustafson

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING REFERAT

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) bedriver forskning om bl a

halkbe-kämpning och dess effekter. Den kemiska halkbehalkbe-kämpningen har en del negativa effekter för bla miljö, fordon och broar, och försök pågår därför i Sverige att minska användningen av salt i vinterväghållningen.

En metod att minska saltförbrukningen är att med CaClz- eller

NaCl-lösning befukta saltet före spridning. Saltet verkar därigenom snabbare med mindre spill utanför vägen och totalt sett en minskad saltspridning. Vägverket har under vintrarna 1980/81-1983/84 provat ett antal saltspri-dare med befuktningsmöjlighet vid några arbetsområden. Befuktningen har skett på spridartallriken vid spridningen. De tre första vintrarna befuktades med CaClz-lösning, men pga kalciumklorids stora aggressivi-tet mot betong övergick man därefter till mättad NaCl-lösning.

Fuktsaltmetodens effekt jämfört med konventionell saltning har under-sökts av Vägverket och VTI under de fyra vintrar proven pågått. Studien har främst inriktats på uppmätning av friktionen och salthalten på vägen i samband med halkbekämpningsåtgärd. I denna sammanfattande rapport redovisas resultatet av proven.

II

Tests with pre-wetted salt in the winters 1980/81-1983/84l

By Kent Gustafson

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) 5-581 01 LINKÖPING

Sweden

ABST RA CT

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) carries on research

work into deicing methods and their effects. The chemical deicing method has some negative effects on the environment, vehicles and bridges. Tests are in progress in Sweden to reduce the usage of salt on winter roads. One method to decrease the salt amount is to pre-wet the

salt with CaClz- or NaCl-solution. The salt has, due to this method, a

faster reaction with less wastage outside the road and as a whole a

reduction of salt.

National Road Administration in Sweden has during the winters 1980/81-1983/84 been testing spreaders with wetting equipment. The pre-wetting has taken place on the spinner plate when spreading the salt. The three first winters the pre-wetting was performed with CaClz-solution, but due to its great aggressivness on concrete, a change was made to

NaCl-solution.

The pre-wetting method compared to conventional spreading has been evaluated by National Road Administration and VTI during the four winters the tests have been performed. The tests have been concentrated on the measurements of friction and the salt amount on the road in connection with deicing measures. In this comprehensive report the results of the investigations are given.

III

Prov med befuktat salt vintrarna 1980/81-1983/84 av Kent Gustafson

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING SAMMANFATTNING

Vid Statens väg- och trafikinstitut (VTI) bedrivs forskning om bl a vinterväghållningsåtgärder och dess effekter. Speciellt aktuell är forsk-ning om effekterna av den kemiska halkbekämpforsk-ningen, saltforsk-ning med

NaCl. Prov pågår också med alternativa halkbekämpningsmedel och

effektivare saltningsmetodik. En metod som provats utomlands (bl a USA och Västtyskland) för att minska saltförbrukningen och förbättra effek-ten av saltet är spridning av befuktat salt. Befuktningssaltning innebär

att det torra saltet befuktats med lämplig lösning, vanligen CaClz- eller

NaCl-lösning, innan det sprids på vägen. Fuktsaltmetoden har provats av

Vägverket på några arbetsområden vintrarna 1980/81-83/84. På uppdrag

av Vägverket har VTI undersökt metodens effekt under tre av vintersä-songerna. Dessutom har under två av vintrarna undersökningar utförts av Vägverket, DDa. I följande sammanfattande rapport redogörs för meto-den samt de resultat som framkommit under försöksvintrarna. Undersök-ningarna har i första hand omfattat friktions-och salthaltsmätningar för att därmed fastställa metodens verkningsgrad och var saltet hamnar på vägytan.

Befuktning av det torra saltet kan ske antingen direkt över det lastade saltet före spridningen eller på spridartallriken vid spridningen. Vid de svenska försöken har den senare varianten använts. Befuktningen kan ske med olika lösningar, men vanligast är CaClZ- eller NaCl-lösning. Här har

provats CaC12 de tre första vintrarna och NaCl den senaste vintern.

Övergång till NaCl har främst skett pga CaC12:s stora aggressivitet mot betong. Vid befuktningen har 30 vikt-% lösning tillsatts det torra saltet. Samtidigt har en automatisk reduktion av den torra saltgivan skett med likaså 30 vikt-%. Det innebär en faktisk reduktion av utspridd mängd salt

(NaCl + CaClz-lösning eller NaCl + NaCl-lösning) med ca 18 vikt-% vid

befuktning med CaClz resp med 23 vikt-% vid utnyttjande av NaCl.

IV

På E4 vid Ödeshög utfördes prov under tre vintrar, 1980/81-1981/82 med

uppföljning av Vägverket och 1982/83 med VTI som utförde mätningar. De helt dominerande väglags- och väderleksförhållandena under de tre försöksvintrarna var snöfall och temperaturer mellan 0 och -5°C. Vid de flesta tillfällen då saltningens effekt följdes, var friktionsutvecklingen jämförbar för sträckor med torrt resp befuktat salt. Sammanfattningsvis

visade mätningarna i Ödeshög följande resultat:

- Saltning i samband med snöfall och snöväglag gav i allmänhet ej några signifikanta skillnader i friktion mellan befuktat och torrt salt. Det förekom dock några fall med bättre effekt av befuktat salt vid

mätningarna 1982/83.

.

- Vid preventiv saltning på torr och moddfri vägbana blev mer befuktat salt kvar på vägbanan. Även i de flesta övriga fall var uppmätt salthait något större på sträckor med f uktsalt.

- Få tillfällen med annat väglag än snö fanns och metodernas effekt vid t ex isbark och rimfrost kunde därför inte bedömas.

- Med den använda spridaren reducerades saltmängden ca 18%, vilket indikerade att samma eller t o m bättre halkbekämpningseffekt skulle kunna uppnås med mindre mängd befuktat salt.

VTI:s undersökning i Timrå utfördes vintern 1981/82 men vid relativt få tillfällen. Saltningen var i de flesta fall utförd pga isbark- och rimfrost-halka. De resultat som framkom visade bl a att:

- största fördelen med befuktat salt föreligger vid rimfrost- och isväglag,

- vid rimfrost och ishalka samt på torr vägbana (preventivt) fastnade det befuktade saltet bättre på vägen och spridningsbilden blev mer homogen. Mindre mängd salt skulle därför behöva spridas för att upprätthålla samma standard,

- vid rimfrost- och ishalka går befuktat salt snabbare i lösning och

verkar därför snabbare.

Vid proven i Mantorp 1983/84L befuktades med NaCl-lösning. Förhållande-na var likartade de i Ödeshög, dvs snöväglag och temperaturer strax under OOC. Ett större antal tillfällen än tidigare vintrar följdes upp. Resultaten visade att:

- effekten (friktionsförbättringen) var relativt lika för torrt resp

befuktat salt, men i några fall innebar befuktningen att bättre effekt uppnåddes,

- befuktade saltets bättre effekt främst förekom vid "hårdare" väglag som åtpackad snö, is,

- inom det temperaturintervall som förelåg kunde inte subjektivt bedömas att det förelåg någon skillnad i effekt mellan befuktning med NaCl- resp CaClz-lösning,

- befuktat salt fastnade bättre på vägen och mindre spill förekom därför utanför vägen.

Förutom de direkta mätresultaten har också en stor del praktiska erfarenheter insamlats från de arbetsområden, där metoden provats. Erfarenheterna har till viss del sammanfallit med mätresultatet, men i många fall har dock erfarenheterna varit mer positiva till metoden än vad mätningarna kunnat Visa. De positiva synpunkter som framförts är bl a:

- mindre saltmängd, mindre giva per saltningstillfälle, - snabbare och längre verkan,

- snabbare upptorkning (i något fall har dock även det motsatta förhållandet framförts),

- positivt vid preventiv saltning, fastnar bättre med mindre spill, - kan användas vid lägre temperatur,

- speciellt användbar vid is- och rimfrosthalka.

I ett par områden, Ödeshög och Mantorp, har effekten av torrt resp befuktat salt bedömts som likvärdig. Även här har dock en reduktion av utspridd saltmängd med ca 20% skett, vilket innebär en positiv effekt. De främsta och kanske enda negativa erfarenheter som framkommit angående fuktsaltmetoden är att den innebär att man handhar större (flera enheter), och mer komplicerad utrustning med åtföljande större problem.

VI

Tests with pre-wetted salt in the winters 1980/81-1983/84

By Kent Gustafson

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI)

S-58l 01 LINKÖPING Sweden

SUMMARY

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) carries on research work into the deicing methods and their effects. Of special interest is the research work on the effects of chemical deicing - salting with NaCl. Tests are also in progress with alternative deicing Chemicals and more effective salting methods. One method which has been tested abroad

(USA and West Germany), to reduce the salt amount and to improve the

effect of the salt, is pre-wetted salt. This method implies that the salt is wetted by a solution, usually CaClz or NaCl, before spreading on the road. National Road Administration has tested this on a couple of test sections during the winters 1980/81-1983/84. Commisioned by the Natio-nal Road Administration VTI has investigated the effects of the pre-wetting method during three winter seasons. In two of the winter periods tests have been performed by National Road Administration, DDa. In the following comprehensive report the method and the results are presen-ted. The tests have primarily contained friction and salt amount measu-rements to confirm the efficiency of the method and where on the road

the salt has fallen.

The pre-wetting of the salt can be performed over the loaded salt before spreading or on the spinner plate. In Sweden the latter method has been used. The pre-wetting can be done with different kinds of solution,but the most common one is CaClz or NaCl. The first three winters CaClz has been tested and the latest winter NaCl. A change was needed because of CaClz's great aggresivity on concrete. A solution of 30 per centage by weight was added to the dry salt when pre-wetting. At the same time an automatic reduction of the salt amount was performed also with 30 per centage by weight. The actual reduction of salt (NaCl + CaClz-solution or NaCl + NaCl-solution) gives appr. 18 per centage by weight when pre-wetting with CaClz-solution resp 23 per centage by

VII weight when using the NaCl-solution.

Tests were performed on E4 at Ödeshög during three winters,

1980/81-1981/82 with evaluation by National Road Administration and 1982/83 by

VTI which performed the measurements. The dominating conditions of the road and the weather during the three test winters have been snowfall and temperatures between 0 and -5°C. On most occassions when the effects of the salting were followed, the coefficient of friction was the same both on test secions with dry resp pre-wetted salt. As a summary the measurements at Ödeshög gave the following reSults:

- Salting in connection with snowfall and snow-covered roads, gave no significant difference in the frictional effect of dry or pre-wetted salt. Better results could in some cases be found with pre-wetted salt in 1982/83.

- When performing preventive salting on a dry roadway, pre-wetted salt adhered better than dry salt to the surface. In most cases the measured amount of salt was larger on roadsections with pre-wetted salt.

- Few occassions with other road conditions than snow-cover did appear and because of that it was difficult to evaluate the effect on hoar frost and ice. I

- Pre-wetted salting with the used spreader reduced the salt amount with 18 per centage by weight, which indicates that the same skid-resistance or even better one could be gained with a lesser amount of pre-wetted salt compared to dry salt.

Tests were performed by VTI at Timrå during the winter 1981/82 but on rather few occassions. Salt was in most cases spread because of hoar frost and ice. The results showed that:

- the main advantage with pre-wetted salt was shown on hoar-frost and icy roads,

- on hoar-frost and icy roads and also on dry roads the pre-wetted salt adhered better to the surface and the spreading was more homoge-neous. Less amount of salt was needed to maintain the desired road-standard,

- pre-wetted salt went faster into solution on hoar-frost and icy roads

VIII

and gave because of that a faster reaction.

At test section Mantorp 1983/84 pre-wetting with NaCl-solution was

used. The conditions were the same as at Ödeshög - snow-covered roads and temperatures just below OOC. A larger amount of test occassions were at this time followed. The results showed that:

- the effect (the improvment of friction) was almost the same for dry

resp pre-wetted salt, but in some cases the pre-wetting gave a better result,

- the improved effects by the pre-wetted salt appeared mostly on "harder" roadways such as packed snow and ice,

- within the existing temperature interval no significant difference of

effects between pre-wetting with NaCl- resp CaClz-solution could be

seen,

-- pre-wetted salt adhered better to the surface and less wastage . appeared outside the road.

Except the given measurements also a great deal of practical experien-ces were collected from the maintenance-areas where the method was used. The experiences have to a great extent coinsided with the measurements, but the experiences showed in some cases a more positive reaction to the method than the measurements could prove. The positive attitudes were:

- less amount of salt at each spreading occassion, - faster reaction and better long term effect,

- faster drying period(the opposite fact has also been mentioned),

- positive when used preventive - better adhesion and less wastage, - can be used at a lower temperature,

- preferable usage on hoar-frost and icy roads.

At a couple of test areas, Ödeshög and Mantorp, the effects of dry resp pre-wetted salt have been considered the same. But here a reduction of salt eg. 20% has been the case which gives a positive effect. The foremost and maybe the only negative experience about the pre-wetting method is that more and complicated equipment is needed, with the result of larger handling problems.

1 INLEDNING

Den kemiska halkbekämpningen, saltning med natriumklorid (NaCl), är den idag vanligaste metoden för att minska olägenheterna med snö och is på högtrafikerade gator och vägar. De direkta kostnaderna för saltningen är förhållandevis låga även om de innebär en dryg utgiftspost för väghållaren. De negativa effekterna av saltet på bilar, broar och miljön innebär för väghållare och allmänhet indirekta kostnader som skall ställas mot saltets positiva effekter när det gäller främst trafiksäkerhet och framkomlighet. De negativa aspekterna och ekonomiska övervägan-den gör att det hos väghållare finns en strävan att med olika åtgärder minska saltförbrukningen.

En av de metoder som står till buds och som provats utomlands (bl a USA och Västtyskland) är spridning av befuktat salt. Befuktningssaltning innebär att det torra saltet befuktas med en lämplig lösning, vanligen CaClz- eller NaCl-lösning, innan det sprids på vägen. Utländska erfaren-heter visar bl a att det befuktade saltets verkan i många fall varit bättre än det torra saltets och att mindre mängd därmed kunde spridas för samma effekt. Metoden beskrivs utförligt i rapporten.

"Fuktsalt"-metoden har under vintrarna 1980-811 provats av Vägverket på sex arbetsområden i Sverige. Spridarna med befuktningsanordning har varit av fabrikat Weisser i fem fall och den sjätte var en Epoke-spridare. I samband med befuktningssaltning har under några vintersäsonger under-sökningar utförts för att jämföra metodens effekt mot konventionell saltning. I första hand har undersökningarna omfattat friktions- och

salthaltsmätningar för att därmed fastställa metodens verkningsgrad och var saltet hamnar på vägbanan.

Under de fyra vintersäsongerna har undersökningarna haft följande omfattning:

1) Vintrarna 1980/81 och 1981/82 utförde Vägverket, DDa2 i Växjö,

mätningar vid Ao 21 i Ödeshög, VfE. Resultatet har redovisats i

"Befuktat salt på vinterväg" (Karlsson, J-Å och Nilsson, B 1982).

2) Vintern 1981/82 utfördes samma typ av undersökning av VTI vid Ao 15 i Timrå, VfY. Resultatet har redovisats i VTI Meddelande 297

(Gustafson, K 1982).

3) Vintern 1982/83 fortsatte undersökningarna vid Ao 21 i Ödeshög, se

1), men nu utförda av VTI. Resultatet har redovisats i VTI

Meddelan-de 368 (Gustafson, K 1984).

4) Vintern 1983/84 var undersökningarna förlagda till Ao 23 i Mantorp, VfE och utfördes av VTI. Resultat redovisas i denna sammanfattande

rapport.

Under de tre första vintrarna, 1-3) ovan, har befuktningen utförts med

CaClz-lösning. Efter diskussioner och uttalade farhågor för kalciumklo-rids negativa inverkan på betong har övergång till befuktning med

NaCl-lösning skett. Det innebar att befuktningen vintern 1983/84, se 4) ovan ,

utfördes med NaCl. _

Föreliggande rapport utgör en sammanställning av de resultat och erfarenheter som framkommit under fyra vintrars användning av fukt-saltmetoden. Under de aktuella säsongerna har, förutom direkta mätre-sultat, även praktiska erfarenheter av metod och utrustningar vunnits på de arbetsområden, där metoden provats. I rapporten redovisas de syn-punkter som vid olika tillfällen framkommit från berörda arbetsområden.

2 METODBESKRIVNING

Kemisk halkbekämpning på det högtrafikerade vägnätet i Sverige sker idag nästan uteslutande genom spridning av natriumklorid, NaCl. I undantagsfall kan kalciumklorid, CaClZ, användas, eftersom detta har en bättre verkningsgrad vid lägre temperaturer. För att salt, t ex NaCl, skall .börja verka, smälta snö och is, krävs att termisk energi finns till-gänglig och att saltet är i lösning. Vid spridning av torrt salt föreligger det alltså en viss tid innan saltet börjar verka på vägbanan, eftersom saltlösning först måste bildas. Genom att redan före spridningen tillföra den fukt som krävs för att saltets smältverkan skall starta kan man minska denna tid. Lösningen som tillföres saltet kan vara enbart vatten eller ännu hellre någon lämplig kemisk lösning, t ex NaCl- eller CaClz-lösning. Det torra saltet befuktas, så att en tunn vattenfilm täcker saltkornen och smältverkan därmed startar, då saltet hamnar på vägytan.

Vid spridning av torrt salt hinner en relativt stor del av detta blåsa bort

ifrån vägbanan, bl a pga trafikens inverkan, innan det hunnit verka. Genom att befukta saltet fäster detta bättre till ytan och endast en mindre del blåser bort. Befuktningen medför likaså att spridningsbilden blir mera homogen. På så sätt kan mindre mängd befuktat salt spridas för att upprätthålla en likartad servicenivå som med torrt salt. Under-sökningar i Michigan, USA, 1972 (Lemon, 1975) utförda på en torr vägbana visade att saltets spridningsbild förbättras avsevärt med befuk-tat salt. En jämförande undersökning om var torrt resp befukbefuk-tat salt hamnar utfördes och resultatet visas i figur 1. Av diagrammet framgår att en betydligt större andel befuktat salt hamnade mot centrum av vägen än vad som var fallet för torrt salt. 30% av det torra saltet hamnade utanför vägen, medan motsvarande för befuktat salt endast var 4%. Liknande undersökningar har också utförts i Schweiz i slutet på

1960-talet (Dultinger, 1976). Man fann därvid att av utspridd mängd salt

på en torr vägbana återstod följande mängder efter trafikens inverkan: Vid torrt salt: Efter 5 fordon med hastigheten 65 km/h ca 30%.

Efter 100 fordon med hastigheten 65 km/h ca 15%. Vid befuktat salt: Efter 5 fordon med hastigheten 65 km/h ca 93%.

Efter 100 fordon med hastigheten 65 km/h ca 80%.

CENTER 1/3 OF

OUTSlDE 2/3 OF

N0T RETRlEVED

24 FT. PAV'T. 24 FT. PAV'T. FROM PAV'T.

1/3 OMKRING

UTANFÖR __2/3

UTANFÖR

MITTEN AV

AV 7m-VAG

7m-VÄG

100%

30%

24%

PRE-WET DRY PRE-WET DRY PRE-WET DRY

BEFUKTAT TORRT BEFUKTAT TORRT BEFUKTAT TORRT

Figur 1 Saltets spridning. Jämförelse mellan torrt och befuktat salt

(H Lemon, 1975).

Salt retrieved from pavement surface. Comparison between

dry and pre-wetted salt (H Lemon, 1975).

Metoden att sprida befuktat salt har provats i ett flertal länder och är idag en relativt väl utvecklad teknik. Befuktningen av saltet kan i huvudsak ske på två sätt. Lösningen kan sprutas över saltet redan innan spridningen påbörjas, dvs i samband med lastningen, enligt figur 2. Denna befuktningsmetod är mest använd i USA. I Europa, t ex Schweiz, Tyskland och Sverige, sker istället befuktningen vid spridningen och därvid används en saltspridare av den typ som ses i figur 3. Huvudkompo-nenterna iett system enligt "amerikansk modell", figur 2, är tank för

lösningen, pump, spridarmunstycke (-arm) och mer eller mindre avance-rad elektrisk utrustning för bla kontroll av mängden lösning för befukt-ningen. Innan saltbilen kör ut till spridningsplatsen, sprutas lösningen över det torra saltet och då bilen därefter kör till vägen som skall halk-bekämpas, rinner lösningen genom det torra saltet, som blir överdraget

med en tunn vattenfilm.

Control Box Pump

Reglerutrustning Pump

Storage Tank

Figur 2 Befuktning av salt, "amerikansk" modell. Pre-wetting of salt, the "American" way.

Vid spridning enligt "europeisk modell" sker inte befuktningen förrän vid saltspridningen. Utrustningen vid denna metodik består huvudsakligen av samma komponenter som i föregående fall, men dessa är här placerade på bilen och är av mindre storlek. Lösningen förvaras i en tank som är placerad vid sidan av eller framför saltbehållaren på bilen. Lösningen sprayas över det torra saltet då detta frammatas till eller direkt på spridartallriken. Elektronisk utrustning tillser vanligen att mängdförhål-landet mellan lösning och torrt salt är det riktiga.

Figur 3 Saltspridare med befuktningsanläggning. Spreader for pre-wetted salt.

För befuktning kan vatten, NaCl-lö'sning, CaClz-lösning ed användas. Enbart vatten är i praktiken olämpligt, bla genom att det nedsätter saltets verkningsgrad. Andra lösningar, som etylenglykol och propylen-glykol, har provats ("Minimizing deicing chemical use", 1974, och Larri-more et al 1979) och dessa har i vägsammanhang befunnits mindre lämpliga pga kostnadsskäl och vissa negativa effekter. På en del flygfält har däremot glykol använts för befuktning av torr urea.

Idag används i vägsammanhang nästan enbart NaCl'- eller CaCl'Z-lösning. Utomlands har CaC12 hittills fått störst användning, bla pga att den

medger användning vid lägre temperaturer. I praktiken är salt (NaCl)

som befuktats med CaClZ-lösning verksamt ned till ca -l7°C. För salt befuktat med NaCl-lösning är motsvarande temperatur ca -lOOC.

I Sverige har befuktning med både NaCl-lösning och CaClz-lösning provats, vilket beskrivs i denna rapport. På grund av kalciumklorids aggresivitet mot betong används dock idag enbart NaCl-lösning för betuktning av det torra saltet.

I figur 4 visas fasdiagram (även kallade löslighetsdiagram) för de två mest använda halkbekämpningsmedlen NaCl och CaClz. Den eutektiska punkten, koncentrationen vid den lägsta temperatur då blandningen är i vätskefas, har markerats. Denna är för CaClz -51,6OC vid en koncentra-tion av 30,2°/o. Därav följer att för befuktning är 30%-ig CaClZ -lösning

mest fördelaktig, eftersom den är effektiv vid låg temperatur och kan lagras utan risk för frysning.

Natriumklorid, NaCl, har en motsvarande eutektisk temperatur som är -21,l°C för en koncentration av 23,3%. NaCl-lösning är därför inte effektiv vid lika låga temperaturer som för CaClz-lösning och likaså kan NaCl-lösning inte heller lagras vid så låga temperaturer. I Frankrike

(Berthier, 1980) har både CaClZ-lösning. och NaCl-lösning provats för

befuktning och någon direkt skillnad i verkan har. här dock inte kunnat konstateras under de temperaturförhållanden som förevarit. Som tidigare beskrivits har även i Sverige både CaClZ-å och NaCl-lösning provats.

C,LJ Is och solt- Salt och

'25" lösning saltlösning

m 5 Ice and salt Salt and'

;4 *5 solution salt solution

u ._ -30

å ä.

(LE

I

I

Ice and salt I 23,3 I 30,2

i J/_

*60

j

1

r

T

I

T

T

T

T

0 5 10 15 20 25 30 35 40 1.5 50

Viktprocent CGC12 Per cent by

NaCl weight CaCl.2

Figur 4

Fasdiagram för CaClz och NaCl.

NaCl

Phase diagram for CaC12 and NaCl.

Mängden lösning som tillsättes det torra saltet varierar för olika

befuktningsmetoder. Amerikanska försök (Larrimore et al, 1979) har

visat att ca 35-50 i CaClz-lösning per ton salt, dvs 3.5-5%, är tillräckligt för att saltet skall bli helt befuktat, varje korn överdraget med en fukthinna. I USA är det också denna mängd som vanligtvis används idag. I Europa är däremot tillsatt mängd lösning betydligt större. I Frankrike har t ex 20% NaCl-lösning använts och i andra länder, t ex Västtyskland och Sverige, har 20-30% CaClZ-lösning tillsatts det torra saltet.

Vid de försök med fuktsalt som redovisas i denna rapport har använts

spridare där den torra givan (NaCl) reduceras med 30 vikt-% samtidigt som 30 vikt-% lösning (CaClz eller NaCl) tllsatts. Det innebär att en reduktion av totalt spridd saltmängd (NaCl+NaCl eller NaCl+CaClz)

sker, eftersom tillsatt saltlösning innehåller en stor del vatten. Hur stor den verkliga reduktionen av saltmängd blir redovisas med en principskiss i figur 5. Den automatiska reduktionen med spridaren medför 18.3 vikt-% mindre utspridd mängd vid CaClz-lösning och 22.8 vid befuktning med NaCl-lösning. 100 %

I T 228?

1" ' 18,3%

30%

m 0

a °_

30%

H 0 reduktion salt

reduktioml 2 llredukhon N00

mimmi' 2 l (NaCHCuClZ)

NGCl I | (Nam) '

N00! i

l 81,7% salt

NaC l77,2% salt man

Torrt Befukfnt Befuktaf

Figur 5 Reducering av saltmängd vid befuktningssaltning med provad utrustning.

Reduction of salt amount at pre-wetted salting with tested equipment.

Vid ett mindre försök i Ljungskile 1981/82, utfört av Vägverket, har man

provat att redan :före vintersäsongens början blanda in CaClz-lösning i torrt salt. Vid detta försök har fukthalten varit ca 4,5% och halten

CaClz har varit ca 2% i det verksblandade saltet, vilket är jämförbart

med den lägre lösningshalten, dvs ca 5%, enligt amerikansk modell. Resultaten från försöken .med det i förväg befuktade saltet beskrivs senare i rapporten.

Metoden att befukta saltet före spridningen har som här framgått provats i flera länder och nedan följer en sammanfattning av i

.litteratu-ren beskrivna för- och nackdelar med metoden.

Fördelar: a) Snabbare verkan.

b) Effektivt vid lägre temperaturer. c) Bättre spridningsbild.

d) Mindre mängd salt för samma servicenivå kan användas. e) Minskade negativa effekter pga minskad saltanvändning. Nackdelar: a) Mer komplicerad utrustning och svårare att handha.

b) Vid CaClZ-användning kan skador på betongkonstruktio-ner och fordon (korrosion) öka.

c) Ev. återfrysning kan ske.

d) Vägbanan kan förbli våt längre, speciellt vid befuktning

med CaClZ, vilket kan förorsaka problem bl a vid

snö-drev.

3 FÖRSÖKETS UPPLÄGGNING OCH GENOMFÖRANDE

Metoden att befukta det torra saltet, NaCl, med saltlösning har provats

med sex spridare på olika arbetsområden vintrarna 1980/81-1983/84. De

sex spridarna har varit utplacerade i Borgholm (Öland), Jönköping,

Trollhättan, Timrå, Ödeshög (80/81-82/83) och Mantorp (83/84) (Weisser-spridare) samt i Hurva (Epoke-(Weisser-spridare).

I några av arbetsområdena har direkta mätningar utförts i syfte att jämföra fuktsaltmetoden med konventionell saltning. Förutom mätningar har en teknisk utredning av spridare och lösningsanläggning skett på

lO

grundVal av synpunkter från de olika arbetsområdena. Inom ramen för detta projekt har däremot inte några mer långtgående ekonomiska beräkningar angående metodens totalkostnader skett. Inte heller har sidoeffekter som t ex inverkan på betong och miljö av CaClZ undersökts här utan detta sker på annat sätt.

För att studera metodens effektivitet har friktion och salthalt på vägen bedömts som mest viktiga att dokumentera. Friktionen är ett indirekt mått på saltets verkan, hur snabbt och hur länge saltet verkar, och ur

trafikantsynpunkt intressant. Med salthaltsmätning kan det fastställas,

var saltet hamnar på vägbanan och hur länge saltet ligger kvar.

Omfattning och uppläggning av fuktsaltundersökningarna har varit föl-jande:

- Vintrarna 1980/81 och 1981/82 genomförde DDa 2 undersökning av

befuktning med Cac12 på E4 inom arbetsområde Ödeshög, VfE.

Uppföljning utfördes vid olika väderleksbetingelser, men huvuddelen av mätningarna kom att ske i samband med snöfall och temperaturer

nära OOC.

- Vintern 1981/82 följdes några spridningstillfällen på väg 622 inom

Timrå arbetsområde, VfY, av VTI. Syftet var att studera metoden

med befuktat salt med CaC12 vid något kallare klimat än i Ödeshög och därvid få mer väglagstillfällen av typ rimfrost och isbark.

- Säsongen 1982/83 utförde VTI undersökningar på Ödeshögssträckan. Befuktningsmedel var fortfarande CaClz och syftet var främst att komplettera tidigare mätningar med ytterligare mättillfällen med något varierande väglag.

- Vintern 1983/84 studerades metoden på väg 636 inom arbetsområde Mantorp, VfE. Befuktningsmedel var nu NaCl-lösning och syftet var fortfarande att jämföra fuktsaltmetoden med konventionell saltning med torr NaCl. En viss bedömning av jämförelse mellan befuktning med NaCl- resp CaClZ-lösning skulle också möjligen kunna ske.

3.1 Provsträckor

Provsträckorna i Ödeshög, Mantorp och Timrå under de fyra försöksvint-rarna har haft samma utformning. Sträckan har varit ca 4 km lång och

ll

uppdelad i två delsträckor. På den ena delsträckan har halkbekämpning utförts på konventionellt sätt med torrt salt och på den andra har befuktat salt spridits. Jämförande mätningar av främst friktion och salthalt på vägytan har utförts på sträcka med resp utan befuktning. En närmare beskrivning och skiss över provsträckorna redovisas i det följande.

3.1.1

Qdeshög

Provsträckan är belägen på E4 söder om Ödeshög i E-län, se figur 6. Vägen är 13 m bred med flera horisontalkurvor. Vägen omges omväxlande av skog och öppen terräng.

De två första försöksvintrarna 1980/81 och 1981/82 var beläggningen en 80 HAB l6t. En ny grov beläggning av typ dubbel ytbehandling (YZ) lades

sommaren 1982, dvs före den tredje vintersäsongen. Slitaget på det nylagda slitlagret var emellertid stort och ytstrukturen den första vintern (1982/83) efter läggningen var därför redan ganska slät. Skillna-den i_ yttextur jämfört med Skillna-den tidigare massabeläggningen var därför inte heller särskilt stor efter vad som kunde bedömas okulärt. Trafiken på sträckan uppgick 1981 till 7200 axelpar (ÅDT) och är till stor del fjärrtrafik. Morgontrafiken är låg och kvällstrafiken hög med stor andel tyngre fordon. '

VFEd2l

'_----

g]

Observationsströcka

Referenssträcka

|

V//Yl

V///l

V//Ã

1//jJI

L... m.

Figur 6

Provsträcka Ödeshög.

Test section Ödeshög.

12

3.1.2 Timrå

Provsträckan var förlagd till väg 622 inom A015 i Y-län, se figur 7. Vägen är en 13 m-väg med en konventionell AB-beläggning. Ärsmedeldygns-trafiken (ÅDT) är ca 5000 fordon. Dygnsvariationen hos Ärsmedeldygns-trafiken är mycket stor enligt vad som kunde observeras under mätperioden. Mycket pendel-trafik förekommer och ger markanta intensitetstoppar morgon och efter-middag i anslutning till normal arbetstid. Dessutom trafikerar relativt mycket timmertransporter vägen. Vid de tillfällen mätningar utförts, vanligtvis tidig morgon och sen kväll, har trafikintensiteten varit låg. 3.1.3 Mantorp

Provsträckan ligger på väg 636 inom A023 i E-län, se figur 8. Vägen är en 7.5 m-väg med en ytbehandling. Beläggningen är lagd 1979 och är därför slät pga slitaget. Årsmedeldygnstrafiken är ca 3500 fordon.

Dygnsvaria-Ill tionen hos trafiken är relativt stor med pendeltrafik som ger större

intensitet morgon och kväll. Vägen kantas i huvudsak av öppen terräng.

A0 Y15

å

E 4

=-=.=_-':--=.-.=..:

NnCI

NaCI*CaCl2

V//Å

V//A

V//4 m

m Friktionsmütstrücka

Figur 7 Provsträcka Timrå.

Test section Tim rå.

13

206 Mantorp

NoCl

NoCl+ lösning

Referensströcko

Observationsströcko

%%

//W/Å

Figur 8 Provsträcka Mantorp. Test section Mantorp. 3.2 Utrustning och salt

Vid de redovisande försöken haranvänts en flakburen saltspridare av

fabrikat Weisser. Befuktningen av det torra saltet (NaCl) har skett på

sp rid artallriken.

Prov togs på det torra saltet (NaCl) varje säsongstart för bestämning av kornstorlek och vattenhalt. Kornstorlekskurvorna för det salt som an-vänts visar att de av Vägverket uppställda kornstorlekskraven är

uppfyll-da. Vattenhalten i saltet varierade mellan 0.6 vikt-% (Mantorp) och

1.6 vikt-% (Ödeshög 1982-83).

Blandningen av saltlösning, de första vintrarna CaClz-lösning och sista försöksvintern NaCl-lösning, utfördes i en 10 m3 stor lösningsanläggning, figur 9. Anläggningen är konstruerad i första hand för beredning av CaClZ-lösning, men har ändå kunnat användas för den betydligt enklare blandningen av NaCl-lösning. Vid befuktning med enbart NaCl-lösning skulle dock en mindre avancerad och billigare lösningsanläggning vara tillfyllest. Med hjälp av tidsautomatik blandades vatten och salt till en nära mättad lösning, ca 30%-ig CaClz-lösning resp ca 20%-ig NaCl-lösning. Prov togs kontinuerligt under vintrarna för att säkerställa att

14

koncentrationen var den rätta. Före spridningen pumpades lösningen över till spridarbilens 2 m3 stora lösningstank.

Blandningsförhållandet vid befuktning både med NaCl- och CaClZ-lösning

har varit 30% lösning tillsatt det torra saltet. Samtidigt som lösning tillsatts har den torra mängden salt reducerats med likaså 30%. Kalibre-ring av spridarna har utförts före och under försöksvintrarna.

3.3 Mätme todik

Undersökningarna i samband med befuktningssaltning har främst omfat-tat friktions-och salthaltsmätningar. Med friktionsmätning kan bestäm-mas hur snabbt och med vilken effekt de båda jämförda saltningsmeto-derna verkar. Genom att mäta salthalten på vägytan kan man få en uppfattning om bl a spridningsbildens utseende och den kvarstående effekten av saltet. I samband med friktionsmätningar har temperatur på vägytan, lufttemperatur, luftfuktighet och eventuell nederbörd registre-rats. Väglaget har observerats och antecknats för de olika sträckorna. Friktionen har i de flesta fall uppmätts med VTI friktionsmätvagn BVll. Vid några tillfällen har mätningarna skett med vägavdelningens SAAB Friction Tester (SFT). Både BVll och SFT arbetar enligt "Skiddo-meterprincipen" som finns beskriven i VTI Rapport l77 (Ohlsson, E, 1977). Båda utnyttjar ett extra mäthjul, bromsat, med dimensionen 4.00-8 och mönstrat. Slipet, dvs hur mycket långsammare det bromsade mäthjulet rullar i förhållande till de frirullande referenshjulen, är för båda friktionsmätvagnarna ca 16%.

15

Figur 9 Tank för blandning av saltlösning. Tank for mixing of salt solution.

Friktionen har uppmätts på fyra stycken 400 m långa mätsträckor, två på provsträcka med befuktat salt och två på sträcka med torrt salt, såsom visades i figurerna 6-8 (se även beskrivning av Mantorpsträckorna i bilaga 1). Provsträckorna kördes i båda riktningarna, vilket betyder totalt åtta friktionsmätsträckor, fyra "befuktade" och fyra "torra", på varje mätvarv. Både BVll och SFT var utrustade med mikrodator som gav mätsträckornas medel-, min- och maxvärden.Saltmängden på väg-banan uppmättes med saltmängdsmätare "5080 20" av fabrikat Boschung, se figur 10. Mätaren registrerar mängden salt på vägytan i g/mz. I resultaten från saltmängdsmätningen finns en viss osäkerhet. Bland annat påverkas resultatet av var på vägytan mätaren placeras och om saltet är upplöst eller inte.

Salthalten har uppmätts vid två mätlinjer, en på observationssträckan och en på referenssträckan. Mätning utfördes i sju punkter över vägens hela bredd i enlighet med figur ll.

16

Figur 10 Saltmängdsmätare.

Device for measuring the amount of salt on the pavement. I samband med salthaltsmätning registrerades även lufttemperatur och vägytans temperatur med en elektronisk temperaturmätare. Samtidigt uppmättes också luftens fuktighet med en hygrometer av fabrikat

Lam brecht .

Mätförfarandet vid ett spridningstillfälle har varit följande. Före salt-spridning har friktionen uppmätts och i mån av tid har också salthalt och klimatparametrar som temperatur, fuktighet etc registrerats. I samband med spridning har tider för start och stopp, spridningsbredd, inställd saltmängd, total saltmängd på spridarbil före och efter resp sträcka samt spridnings hastighet noterats.

17

/Å

tmÄÅÅ\

Ä

Figur ll Salthaltsmätning.

Measure ment of the amount of salt on the pavement.

Efter saltningen har effekten av halkbekämpningen undersökts genom upprepade mätrundor för friktion och salthalt. Första friktionsmätrun-dorna har utförts ca 15, 30 resp 60 min efter saltning och därefter med ca 30 minuters intervall. Mätningarna har pågått ca 3 timmar efter saltning eller tills friktionen uppnått stabila värden. På detta sätt har saltningens effekt, saltets smältaktivitet kunna konstateras.

Under mätrundorna har väglaget och dess förändring observerats på de olika sträckorna. Efter varje mättillfälle har koncentrationen hos den spridda NaCl- eller CaClZ-lösningen uppmätts.

4 RESULTAT

4.1 Vägverkets undersökning i Ödeshög 1980-82

Två vintersäsonger har DDa utfört prov med befuktat salt i Ödeshög. Saltningen har utförts enligt normala rutiner utan någon styrning vid val av giva, spridningsbredd etc. De helt dominerande väglags- och väder-leksförhållandena under de två försöksvintrarna var snöfall och

tempera-turer mellan 0 och -5°C.

18

FRIKTIONSMÃTN ING

DATUM: 80.12.18

2

SPRIDAR|NST=15 G/M

FRIKTlON

SPRIDN.

BORTRE

BREDU

206 M

/L 4

SIDAN

SIDAN

TIDPUNKT=16 _

.

NGC!

- - -

TEMP VAG: -1.2 -;- -2.2

1.0 -r-

_{+Ca Cl *H* °"°_'°"°}

_{TEMP LUFT= -1.0 C}

VINDI

- M/S

0-9 "

LUFTFUKT: -- %

4..:-0.7 -

v

0/

0.6 -

o/

/

0.5-*

/°

0.:.-

/

0.3-0.2

0.1

0

_1.0

,

-

_2.0

_{3.0 TIM}

: +

A/-C 0.2 T

_{no EFTER}

BEF-TORRT

SALTNING

0.1

-0

_1.0

i

₂₁₀

1

_{310 TIM}

1 +

-O.1 --

TID EFTER

SALTNING

-o.2-L

Figur 12 Friktionen vid saltspridning 1980-12-18 på provsträckor

Ödes-hög (Karlsson, J-Å och Nilsson, B. 1982).

Friction after salt-spreading 1980-12-18 on test road Ödeshög

(Karlsson, J-Å och Nilsson, B, 1982).

19

Vid de flesta tillfällen då saltningens effekt följts har friktionsutveck-lingen på sträckor med torrt resp befuktat salt varit jämförbar. I ett fall redovisat i DDa-rapport 82203-46 har emellertid det torra saltet varit effektivare på den sida där spridning inte skett, se figur 12. I figuren redovisas friktionen på spridningssidan resp icke spridningssida samt för torrt resp befuktat salt. Vid tillfället förekom snöfall och temperaturen var något under OOC. Att friktionen förbättrats långsammare på bortre sidan på befuktad sträcka beror på att inte tillräckligt med salt har kastats över till denna sida. Med befuktning blir spridningsbilden mer koncentrerad genom att saltkornen blir lite tyngre när de överdras med en fukthinna. I det redovisade fallet skulle en bredare spridningsbild eller förändrad spridningsvinkel vid fuktsaltspridning därför kunnat förbättra saltets effekt på den sida där spridningen inte företogs.

Resultaten från undersökningarna sammanfattades i övrigt enligt följan-de i DDa rapport:

"- Saltning i samband med snöfall och modd på vägbanan ger ej några

signifikanta skillnader i friktion mellan befuktat och torrt salt.

- Tillräckligt antal observationer finns ej för att bedöma effekterna vid låga temperaturer (kallare än -6 - -7°C) och vid is- eller rimfrosthal-ka.

- Vid preventiv saltning på torr och moddfri vägbana blir mer befuktat salt kvar på vägen. Att detta ger en effektivare preventiv saltning har dock ej kunnat dokumenteras.

- Upptorkning av vägbanan tar längre tid, där befuktat salt använts. I detta påstående ligger en osäkerhet beroende på att upptorkningen endast har bedömts subjektivt.

Anm: Vid ovanstående jämförelser är NaCl-mängden reducerad med 30 vikt-%, då befuktning används och ersatts med 30 vikt-%

CaClz-lösning (30%-ig)."

4.2 Vägverkets undersökning i Ljungskile 81-82

Vid arbetsområdet i Ljungskile, VfO, genomfördes vintern 1981/82 ett mindre försök med salt som befuktats redan under sommaren före

saltningssäsongen. Efter tillsats av saltlösning lagrades materialet befuk-tat och spreds därefter med konventionella spridare. Genom att

20

ralt" blanda in CaClz-lösning och använda konventionella spridare skulle investeringar i lösningsanläggningar och fuktsaltspridare på

arbetsområ-den inte behöva ske.

Till försöken med förblandat salt använde vägverket fyra olika sorters

salt (ryskt sjösalt, ryskt bland-salt (30% sjösalt + 70% stensalt), tyskt

bergsalt och tyskt bergsalt (ej antibakbehandlat)). Till dessa saltsorter tillsattes CaClz-lösning så att de färdiga saltblandningarna skulle

inne-hålla ca 2% CaClZ och 4,5% vatten. Undersökningen omfattade endast

uppmätning av salthalt och yttemperatur samt okulär besiktning. Inga friktionsmätningar utfördes.

Resultatet från det begränsade försöket med förbefuktat salt redovisas i DDa-rapport (Karlsson, J-Ä och Nilsson, B. 1982) och visar att i allmänhet har det preparerade saltet gått snabbare i lösning (gäller dock ej ett av salterna). Någon skillnad i långtidseffekt har inte kunnat utläsas. Givan var bestämd till 10 g/m2, men visade sig vara för låg vid snöfall. Vid ett tillfälle av totalt 10 fick man återfrysning på sträcka med konventionellt salt medan så inte skedde på sträcka som åtgärdats med preparerat salt. Sammanfattningsvis visade försöken att effekten av förprepareringen var mycket marginell.

4.3 VTI:s undersökning i Timrå 1981/82

Mätningarna i Timrå utfördes under febr-mars 1982 vid fem olika halk'bekämpningstillfällen och undersökningen har redovisats i VTI Med-delande 297 (Gustafsson, K 1982). Av mätningarna var fyra tillfällen vid halka pga isbark och vid det femte tillfället berodde halkan på ett tunt snölager som åtpackats i hjulspår. Undersökningarna kompletterade där-för delvis de undersökningar som utdär-fördes i Ödeshög, se mom. 4.1.

Antalet tillfällen i Timrå var inte tillräckligt många för att några säkra slutsatser skall kunna dras. Dock visar mätresultaten, speciellt vid ett par tillfällen, några klara tendenser när det gäller metodens effekt vid isväglag.

Mätningarna och de okulära bedömningarna i samband med saltspridning

Zl

visade att det befuktade saltet gick snabbare i lösning, då det hamnat på vägen. Smältningen av snö och is startar därigenom snabbare. Resultatet av den tidiga smältningsreaktionen visades genom att friktionen i ett par fall förbättrades snabbare på de befuktade sträckorna.

I figur 13 visas friktionsförändringen vid ett saltningstillfälle 1982-02-15. Isbark hade bildats pga kall och klar väderlek och provsträckan saltades därför på morgonen kl. 07.00. Okulärt kunde observeras att det befukta-de saltet löste sig snabbare, då befukta-det kom på vägen. Det visas också av att fuktsaltet givit en snabbare friktionsförbättring.

Medelfriktionen för sträckor med befuktat salt var före saltningen ca 0,1 lägre än för sträckor med torrt salt, men var 1/2 timma efter saltningen ca 0.1 högre. Dvs det befuktade saltet hade förbättrat frik-tionen ca 0.2 jämfört med det torra saltet, vilket mest klart framgår av kurvan nederst i figuren. Verkan därefter, ca 1 timma efter saltning, är däremot ganska lika.

Att det befuktade saltet fastnade bättre på vägbanan än det torra kan ses i figur 14. Salthaltsmätningen visade att mer befuktat salt hamnade mot mitten av vägen, medan det däremot uppmättes större mängd av det torra saltet ute på vägrenen. Det bör också noteras att utspridd mängd befuktat salt var mindre än mängden torrt salt, men trots detta uppmättes alltså högre halter av det befuktade saltet.

Resultaten från detta mättillfälle visar viss överensstämmelse med de positiva omdömen metoden fått utomlands. Trots att man i detta fall spridit ca 20% (effektivt sett) mindre salt på befuktad sträcka har friktionen här förbättrats något snabbare och salthalten blivit högre mot vägens mitt.

22

Klart väder, lokal dimma Isbark YHemp. -5 - -6 °C (stigande)

Lufttemperofur -3 - -4°C (stigande)

Natt: 1Sg/m2 [inställd]

N14.Sg/m2 [torrt]

N 10 g/m2 [bef]

Friktion

[82 0215 O7°°J

1:

m.

1.0-

BBf- ... .. 2_.1

02.0

Figur 13 Friktionen före och efter saltning, 820215, kl 07.00.

Friction before and after salting, 1982-02-15, at 07.00 a.m.

23

Sulthull'

82 02 15 0700

\

9 mzt/

0740

/

\

r

r

/

/

Figur 14 Salthalt på vägen före och efter saltning, 820215, kl 07.00. Amount of salt on the pavement before and after salting,

February 15, 1982, at 07.00 a.m.

Ett tillfälle, 1982-03-02, med likartade förhållanden redovisas i figur 15. Kallt och klart väder förelåg med följd att isbark bildades. Provsträckan saltades på kvällen med början ca 22.00. På grund av en del spridarprob-lem spreds ca 13 g/m2 torrt salt, medan NaCl-givan på befuktad sträcka

var 10 g/m2 resp 4 g/m2 i de olika riktningarna.

Av friktionsmätresultaten framgår att det befuktade saltet i detta fall

24

givit en snabbare friktionsförbättring än det konventionella saltet. Ca 2 timmar efter saltning är sedan friktionen åter i det närmaste lika för de båda provsträckorna. Att det befuktade saltet verkade snabbare kunde även observeras okulärt genom att isbarkslagret på den aktuella sträckan bröts upp och smälte snabbare.

Det klara och kalla vädret fortsatte under natten, varför återfrysning av vägbanan kunde befaras. Friktionen uppmättes därför åter vid 6-tiden den följande morgonen, dvs 8 timmar efter saltning, och väglaget var därvid fuktigt pga saltet. Yttemperaturen var ca -SOC, men trots detta hade återfrysning inte skett. Den relativt höga friktionen, som ses i figur 15, visar att saltet fortfarande verkade på de båda sträckorna. Som också framgår av figuren var friktionen något högre på den befuktade sträckan, trots att det här spridits mindre mängd salt.

Resultatet av salthaltmätningarna, figur 16, visar att det befuktade saltet fäster bättre på vägytan. Trots att mindre mängd befuktat salt spridits kunde högre salthalter här uppmätas' på vägbanan. Att det befuktade saltet fäster bättre på vägen kunde också konstateras, när man körde bakom saltbilen. Redan vid spridningen av torrt salt förlora-des en del av saltet ut på vägrenen och utanför vägen. På grund av blåst och fartvinden från fordon försvann däreftermer salt, speciellt torrt salt, från vägen, innan detta hunnit gå i lösning och börja verka.

I samband med undersökningarna i Timrå förekom vissa problem med den något mer komplicerade utrustningen. I några fall fungerade inte reduce-ring av torr giva tillfredsställande och överensstämmelsen mellan in-ställd och verklig saltgiva var dålig. Praktiska erfarenheter redovisas mer ingående i nästa avsnitt.

25

Klart väder lsburk

themp. -L.0° C

Luftfemp. -1.0°C

N00: 15 g/m2 [bef], 20 9 m2 [torrt] (insfdlld)

N13 g/m2 [ton-+1

N10 resp. L g/m2 [bef]

82 03 02 2200

10$

3

____1 2

A/u [ Bef -Torrfl 4 +0.2 -r

+0,1-

l /

-o.1-

'

Figur 15 Friktionen före och efter saltning, 820302, kl 22.00.

Friction before and after salting, March 2, 1982, at 10.00

p.m.

26

Sulfhalf

82 03 02 2200

Befukfut

\

\\

\\

\\

\\

\

%

Nk

_

_

'

m

Äm

_

_

<

\

\

x\

+

_

_

_

-_

_

*

rå

@

Figur 16 Salthalt före och efter saltning, 820302, kl 22.00.

Amount of salt on the pavement, March 2, 1982, at 10.00 p.m.

27

Salthaltsmätningarna och okulära observationer visade att befuktat salt fäster bättre på vägen än det torra saltet. Spridningsbilden blev mer homogen vid befuktningssaltning och spillet ut på vägren och i dike blev mindre. Då man åkte bakom saltspridaren kunde konstateras att det torra saltet blåser iväg mer utåt sidorna, liksom att förbipasserande fordon lättare blåser torrt salt av vägen p ga fartvinden. Samtidigt kunde vid befuktningssaltning inte heller det finare materialet ses vid spridning, vilket bör bero på att de finare saltkornen fäster till de större kornen, då saltet blir fuktigt. Kornen blir därigenom även något tyngre, vilket medför att spridningsbilden blir mer homogen.

Som beskrivits i tidigare avsnitt reduceras den torra saltmängden (NaCl) med ca 30% vid befuktning. Trots att mindre mängd salt spridits vid befuktning kunde större saltmängd uppmätas på vägbanan jämfört med spridning av torrt salt. Detta tyder på att för att upprätthålla en viss vintervägstandard kan mindre mängd befuktat salt spridas.

Sammanfattningsvis visade resultaten från Timrå bl a att

- största fördelen med befuktat salt föreligger vid rimfrost- och isväglag,

- det i samband med snöfall inte föreligger någon skillnad i effekt av torrt respektive befuktat salt,

- vid rimfrost- och ishalka och på torr vägbana (preventiv saltning) fastnar befuktat salt bättre på vägen och spridningsbilden blir mer homogen. Mindre mängd salt kan spridas för att upprätthålla samma vintervägstandard,

- vid rimfrost- och ishalka går befuktat salt snabbare i lösning, då det hamnar på vägbanan. Smältreaktionen startar därigenom nästan

ome-delbart och halkan försvinner snabbare.

4.4 VTI:s undersökning i Ödeshög 1982/83

Under vintern 1982/83 utförde VTI mätningar i samband med fuktsalt-spridning på provsträckor på E4 vid Ödeshög. Provsträckorna var desamma som använts föregående två vintrar, se mom. 4.1. Tio saltningstillfällen följdes upp avseende främst friktion och salthalt på vägen. Flertalet av mätningarna utfördes vid snöväglag och temperaturer strax under OOC.

28

Vid två tillfällen var väglaget rimfrost eller isbark. Försöksbetingelserna var likartade de som förekom under DDa:s mätningar.

Vid befuktningssaltning med den i dessa försök använda Weisserspridaren reduceras den torra saltmängden 30%, samtidigt som 30% CaClz-lösning tillsättes. Det medför att den verkliga reduktionen av utspridd saltmängd (NaCl + CaClz) blir 18,3%, eftersom CaClZ-lösningen innehåller en stor del vatten. De redovisade salthaltsmätningarna anger att trots att mindre mängd befuktat salt sprides har salthalten varit i det närmaste lika på sträckor bekämpade med torrt resp befuktat salt. Vid flera mätningar har t o m salthalten varit högre på sträckor med'befuktat salt. En orsak till den högre halten befuktat salt är att saltet pga befuktningen fäster bättre på vägytan. Detta gäller dock främst vid "hård" yta, dvs inte vid snöfall. Vid lösa snöväglag kan högre salthalt på befuktade sträckor bero på att befuktat salt sprids smalare på vägen genom att saltet blir tyngre vid tillsatsen av saltlösning. En annan orsak kan vara att befuktat salt går snabbare i lösning och att den uppkomna snömodden ligger kvar bättre på vägen än den torrare snön med torrt salt.

Ett exempel på tillfälle där högre salthalt uppmätts på sträckor med befuktat salt visas i figur 17. Vid denna halkbekämpningssituation spreds salt vid två tillfällen under kvällens lopp pga snöfall. Givan var i båda spridningsfallen 20 g/m2. Av salthaltsmätningen framgår dels att salthal-ten var något högre på sträckor med befuktat salt och dels att salthalsalthal-ten var betydligt högre på den sida där spridning skett. Resultatet av den lägre salthalten visar sig av friktionsmätningarna, redovisade i figur 18, som indikerar att effekten av både torrt och befuktat salt var ca två timmar långsammare på den mot spridningsriktningen motsatta sidan. Resultatet visar vikten av att spridningsbilden är rätt inställd så att tillräckligt med salt inte enbart hamnar i spridningsriktningen utan även

kastas över till andra sidan.

Till skillnad från de föregående undersökningarna i Ödeshög uppkom denna vinter några tillfällen med snöfall där befuktat salt hade en något snabbare verkan än torrt salt. I sex av de åtta redovisade fallen hade befuktat salt ungefär samma eller bättre verkan än det torra saltet.

29 i..

Salfhul'r

8212 08

D Torrt

2

Befukfuf

g/m

2000

201%

VM

_T

16 «

12

L..

2 a

4112

_{\ 2130}

2055

7

16 «-

-

/

å 'ä

z ø

å ä

I 2

ä 2

g 2

0 /_1,

p

1

* \\

Figur 17 Salthalt före och efter saltning, 821208, kl 17.45 resp 20.30.

Amount of salt on the pavement before and after salting, December 8, 1982, at 5.45 p.m. resp 8.30 p.m.

30

Mulet, byig vind 82 12 08 1745

Snöfull, (2000 ca 3cm på vägbanan) 2030

themp. -2.S'C (stigande)

LufHem-p.-2.0'C (s'rignde)

Spridarins-t 20'g/m2+ 20 gjmZ

Friktion

TornL

1 :2

_{7 8}

0,8 ->

0,1. v

6 r 1

i 1 3

L

5

6 nu

_

[tim]

Alu. [Bef.- Torrt]

+0,2 1'

4.0.1 0 / \

_0

N*

>

40,1 <1

-0.2 ..

Figur 18 Friktionen före och efter saltning, 821208, kl 17.45 resp 20.30.

Friction before and after salting, December 8, 1982, at 5.45

p.m. resp 8.30 p.m.

31

Orsakerna till det befuktade saltets bättre verkan är bl a, att det fastnar bättre på vägen, går snabbare i lösning och har en mer homogen spridningsbild med mindre spill. Dessutom påverkar tillsatsen av CaClz effekten positivt, eftersom detta i sig själv har bättre effektän NaCl. Ytterligare ett par exempel på fuktsaltets något bättre effekt visas med friktionsmätningsresultat för två olika spridningstillfällen i figurerna 19 och 20. I båda fallen förekom snöfall och snöväglag. Temperaturerna var strax under OOC. I figurerna ses att friktionen förbättrats något snabbare på sträckor med befuktat salt. Speciellt gäller detta spridningsrikt-ningen.

Vid ett tillfälle med lätt snöfall och hårdsnö på vägytan visade det torra saltet en bättre effekt än det befuktade, se figur 21. Hårdsnölagret bröts upp ca 2 timmar långsammare på sträckorna med befuktning. Vid

tillfället var saltgivan 20 g/m2 (torrt) och den långsammare effekten av

fuktsaltet kan ha berott på att saltmängden blivit för liten pga reduktio-nen vid befuktning. Vid ett saltningstillfälle kan man förvänta att en viss "minimigiva" krävs för att uppnå avsedd halkbekämpningseffekt. I ovan-stående fall har förmodligen denna minimigiva underskridits pga

reduk-tionen.

Undersökningarna i Ödeshög vintern 1982-83 kan sammanfattas enligt följande:

- Vid saltning i samband med snöfall och snöväglag har befuktat salt i allmänhet haft samma och i några fall t o m bättre effekt än torrt salt.

- Vid flertalet tillfällen har salthalten varit något större på sträckor bekämpade med befuktat salt.

- Mycket få tillfällen med annat väglag än snö finnes och metodernas

(torrt resp befuktat) effekt vid t ex is, isbark eller rimfrost kan därför

inte bedömas.

- Med den använda saltspridaren reducera saltmängden ca 18%. Försöks-resultaten indikerar att man trots reduktionen skulle kunna ha samma eller t o m få en bättre halkbekämpningseffekt med befuktat salt.

32

Mulet, lätt snöfall, snömodd

Yttemp. -1.2°C (stigande)

Lufttemp. -1.2°C (stigande)

Spridarinsf. ZS g/m2+ ZS g/m2

821212 50

0.8 *"

0.6 "

0.2 *r

/1

1.0 *'

Alu [ Bef.- Torrt] ..

*0.1 <

0

-O.2 '

Friktionen före och efter saltning, 821212, kl 7.20 resp 9.50. Friction before and after salting, December 12, 1982, at 7.20

a.m. resp 9.50 a.m.

33

Mulet, lör? snöfall, snömodd

Yttemp.-1.2°C (stigande)

Lufttemp.-1.5°C (stigande)

Spridcrinsf. 20 g/rn2

83 0115 0815

F 'kf'

---A

1. 0 v

Befukfuf{

0.8 "

0.6 "

0

5

' i 1 3

t.

ånö

Alu ( Bef. - Torrt]

*02-*

+01 4

o

/\

-0.1 <

Figur 20 Friktionen före och efter saltning, 830115, kl 8.15

Friction before and after salting, January 15, 1983, at 8.15 a.m.

31+

Mulet, lätt snöfall, hårdsnö

00

Yttemp. -1.3'C

83 01 16 10

LufHemp. +1.5'C (fallande)

Spridarinsf. 20 g/m2

Bredd: 4 m

Friktion

_/u

_Torrt

_{

__ 1-2

_{__ 7_8}

-

3-4

1.0 ._

Befukfuü... 5-6

0.8

--0.6"

0.4»

0.2 «

0

2

3

t. j 75 Tro

Ala [ Bef.-Torm

[hm]

+o.2«

+0.1

-0

-0.14

_V\

-o.2

Figur 21 Friktionen före och efter saltning, 830116, kl 10.00.

Friction before and after salting, January 16, 1983, at 10.00

a.m.

35

4.5 VTI:s undersökning i Mantorp 1983/84. Prov med NaCl-lösning

för befuktning

Undersökningarna i Mantorp utförda av VTI vintern 1983/84 har omfattat totalt 23 halkbekämpningstillfällen varvid det i några fall har utförts dubbel saltning pga utebliven effekt vid första spridning. De uppföljda saltningarna har varit relativt jämnt fördelade under perioden 831124-840304. I tabell i bilaga 2 redovisas uppgifter om de spridningstillfällen, där mätningar företagits. Uppgifter som redovisas är givor (inställd resp

verklig enligt räkneverk), reducering, temperaturer, väglag, väder samt

eventuella noteringar. Givorna avser mängd per spridningsbredd som

alltid varit i; m.

Vid några av de första spridningarna fungerade inte reduceringen

till-fredsställande, utan saltgivan var i det närmaste lika stor på sträckor

med torrt resp befuktat salt. Efter reparation och kalibrering fungerade

reduceringen, men en viss variation från angivna 30% förekom

emeller-tid. Reduceringen varierade mellan l6.l-33.3% och den var i medeltal M.Den "verkliga" totala reduktionen, jfr även figur 5, var därmed ca

16%.

Spridningsgivor och -bild har bestämts av arbetsledning enligt normala

rutiner. Inställd giva har varierat mellan 10 g/m2 till 40 g/m2. 30 g/m2

har varit "normal" (median) giva och medelgiva har beräknats till 27.8 g/m2 på 4 m spridningsbredd. Den verkliga mängden salt (enligt räkneverk) som spridits har dock på denna spridare varit något lägre. På sträckor där torrt salt spridits har medelgivan varit 23.77 g/ m2. och på

sträckor med fuktsalt var medelgivan 17.93 g/m2, dvs 5.84 g/m2 (ca 24.5%) lägre. Tillsatsen av NaCl-lösning (30%) vid fuktspridning innebär,

baserat på ovanstående siffror, att ca 2 g NaCl i medeltal tillsätts i form

av lösning. Det innebär att totalt utspridd mängd NaCl är 16% mindre i

f uktsaltalternativet.

Av tabellen i bilaga 2 kan ses att övervägande antalet saltspridningar har företagits i samband med snöfall och snöväglag. Temperaturerna har i allmänhet varit mellan 0 och -4°C. Förhållandena är därför mycket likartade de som varit vid undersökningarna i Ödeshög, jfr mom 4.1 och

36

4.4. Av de följda 23 situationerna har 17 st varit s.k. snötillfällen och 5 st har varit saltningar vid rimfrost/isbark. Vid ett tillfälle var väglaget

vått.

Ett stort antal friktionsmätningar har utförts enligt tidigare beskriven metodik med syfte att undersöka saltningens effekt. I de flesta fall har friktionsutvecklingen varit relativt lika på "torra" och "befuktade" sträckor. Några undantag finns dock och beskrivs i det följande.

I figurerna 22-25 redovisas beräknad medelfriktion för de olika sträckor-na vid olika tidpunkter i samband med saltning. Medelfriktionen är

beräknad på huvuddelen (15 av 23 st) av saltningstillfällena. Ur

mätmate-rialet har vid medelvärdesberäkningen uteslutits de första spridningarna, då reduktionen inte fungerade. Inte heller har medtagits de tillfällen, då friktionen före saltning varit mycket varierande och på vissa sträckor

hög (differentiell halka). De senaste har uteslutits eftersom de olika

utgångsförhållandena innebär att jämförelse av metodernas effekt i dessa fall inte går att göra.

I figur 22 visas beräknade friktionsmedelvärden för de olika sträckorna före saltning. Friktionen har varit relativt jämn, 0.l9-0.23, och skillna-den är liten mellan provsträckor för torrt salt resp fuktsalt.

Redan 15 minuter efter åtgärd har friktionen förbättrats ansevärt, vilket framgår av figur 23. Medelfriktionen har ökat med 0.18-0.22 till 0.37-0.45, dvs nästan en fördubbling av medelfriktionen sedan före saltningen. Mellan torrt och befuktat salt är skillnaderna små. Även om inga markanta skillnader i medelfriktionen har uppkommit finns dock en tendens till att friktionsförbättringen är något bättre, snabbare i sprid-ningsriktningen som oftast varit från sträcka 1 till 4. Detta visas också senare av några redovisade enskilda mätningar.

Efter 30-60 minuter sedan saltning har friktionen stigit ytterligare något men betydligt mindre än under den första perioden (15 min) efter spridning. Resultatet efter 30-60 minuter visas i figur 24. Fortfarande är differensen liten mellan effekten av torrt resp befuktat salt. Kvar finns också tendensen att friktionsförbättringen går snabbare i

37

spridningsriktningen. Tillräckligt med salt har inte kommit över till motsatta sidan vid spridning. Anledningen kan dels vara felaktigt inställd

spridningsbild (bredd och vinkel) och dels felaktig placering av

spridarbi-len på körbanan. Mest sannolikt är orsaken en kombination av dessa. Slutligen visas i figur 25 medelfriktionen ca 1.5 timme efter saltning. Resultatet skiljer sig mycket lite från föregående figur. Medelfriktionen har från värdet före saltning ökat O.20-O.29 till GAZ-0.52. I figuren kan nu ännu tydligare ses att friktionsförbättringen går snabbare i spridnings-riktningen. Differensen mellan torrt och befuktat salt är fortfarande

1.0"

G Befuktnt salt

0,22

0,22

0,23

0,19

fmedel

Figur 22 Friktionsmedelvärden uppmätta f_ö_r_e_ saltning vid befuktning

med NaCl-lösning, Mantorp vintern 1983/84.

Average value of friction before salting when pre-wetting with NaCl-solution, test section Mantorp, winter 1983/84.

38

1'0".

D Befuktat salt

.

4 á 7; z

_{å / -/ ä}

0-2

/ 5 p /

4

4

0,42

0,40

0,45

0,37 fmedel

Figur 23 Friktionsmedelvärden uppmätta 15 min efter saltning vid befuktning med NaCl-lösning, Mantorp vintern 1983/84. A an-ger friktionsskillnaden sedan före saltning.

Average values of Friction 15 minutes after salting when pre-wetting with NaCl-solution, test section Mantorp, winter 1983/84. A gives the friction difference since before salting.