Rekommendationer för vägkonstruktion i betong eller asfalt : Med hänsyn på lågtrafikerad väg sett för koldioxidutsläpp samt sprickor uppkomna av tjällyft vid subarktiskt klimat

Sammanfattning: Skandinavien har en lång tradition att bygga vägar i asfalt framför att konstruera dem i betong. Examensarbetets syfte är att ta reda på om alternativet betong är mer lönsamt och miljövänligare ur ett livscykelperspektiv. Som jämförelse har en möjlig omläggning av Väg 97 i Norrbotten studerats. Programmen som använts för dimensionering och klimatanalys är PMS Objekt och Trafikverkets Klimatkalkyl. Rapporten har utrett hur beläggningsmaterialen asfalt och betong fungerar i ett subarktiskt klimat, där betongens styvhet kan vara en nackdel eftersom den är mer känslig för sprickbildning vid tjällyft i jämförelse med asfalt (men detta kan förändras om klimatet blir varmare). En fördel med betongen är dess livslängd på 40 år jämfört med asfaltens livslängd på 8 år. Asfalten behöver underhållas och bytas oftare samtidigt som kostnaden för bytet är mindre och enklare att genomföra jämfört med betongvägar. Därutöver har examensarbetet studerat tjälsprickor, hur de uppkommer, preventiva metoder och underhåll. Det sker även ett klargörs vad en Livscykelanalys är och hur den genomförs för att beräkna en teoretisk mängd koldioxid vid produktion av vägen. Resultatet har delats upp i tre fallstudier: tjällyft i PMS Object, handberäkningar av spänningar i betong och storlek på möjlig tjälspricka och CO2 som generas vid produktion av vägkropp i de två olika materialen. Betongen klarar av 20 mm tjällyft och det beräknas bli 6 mm medan asfalt klarar av upp till 50 mm och har en beräknat värde på 41 mm. Därutöver släpper asfalten bara 39 136 ton vilket är en mindre mängd än betongen. Asfalten vinner därför över betongen i det här fallet, men när vägarna blir mer trafikerade eller/och om tjälen blir mindre på grund av klimatförändringar kan detta förändras. En av de mest bidragande faktorerna till att asfalten vinner är att betongen klarar av mindre deformation på grund av sina styva egenskaper. När två fall studerades och jämfördes med betongens tryckhållfasthet klarades sig enbart det ena (spänningar på 10 kPa/m och 2,21 kPa/m uppstår i betongen på grund av temperaturskiftningar, detta jämfört med betongens tryckhållfasthet på 4,1 kPa/m). För det värsta fallet, där plattan beräknas spricka på mitten, har en teoretisk spricka beräknats till ca 0,3 mm. En felkälla vid dessa beräkningar är att det enbart tar hänsyn till 16 års tjällyft, trots att betongen är beräknad att ligga i 40 år. Vår rekommendation är därför att bygga vägen i asfalt eftersom det i dagsläget är för få trafikanter (<9000 ÅDT) och att beläggningen belastas av för mycket deformationer av temperaturskiftningar. Att betong även genererar mer koldioxid spelar även in, men vi misstänker att detta kan bero på att denna skillnad kan bero på för generella dimensioneringsprogram. Vi har resonerat kring möjliga merkostnader med att bygga med ett mer koldioxidgenererande material vilket kan orsaka stora kostnader för samhället på grund av dess inverkan på klimatförändringar i efterhand trots att den initiala kostnaden kan bli lägre. Dock är denna kostnad problematisk att beräkna på grund av många okända faktorer. Det som skulle vara intressant att studera vidare i framtida forskning är att med handberäkningar, alternativ skapa ett nytt program, som på ett mer rättvisande sätt kan beräkna de två olika materialen skillnader och styrkor. I dagsläget är det för många generaliseringar för att verkligen ställa de två materialen mot varandra. Däröver skulle det också vara intressant att se hur betong och asfalt kan användas tillsammans, i hybridvägar. Att till exempel använda asfalt på det generella vägnätet och betong i rondeller, korsningar, eller busshållplatser där belastningen på beläggningen är större (mer specifikt undersöka hur fogarna mellan dessa material skulle utformas).