Waste materials and biproducts from various industries can be a good alternative source of pavement materials. This will reduce the demand for natural aggregates. Instead of dumping as landfill, using these materials in pavements will significantly contribute to obtaining climate neutrality and circular economy. However, based on the sources, the properties of these materials can vary widely. Knowledge and experience regarding the suitability and performance of these waste materials in pavements is not as extensive as conventional materials. Hence, prior to employing in pavement constructions, it is necessary to investigate the mechanical properties of these materials in a systematic manner and to create guidelines for their usage. 

In this study, recycled materials from four different sources were investigated as alternatives for pavement constructions. Two of the materials were coarse fractions of the bottom ash from two incineration plants. The other two materials were crushed concrete from demolished constructions and material from road scalpings. Both laboratory and full-scale accelerated tests were conducted. The objectives were to compare their relative performances and to obtain and calibrate the material properties for further design using a pavement design tool ERAPave.  

The laboratory investigations were based on repeated load triaxial (RLT) testing. From the RLT tests, the stiffness and permanent deformation properties as well as the model parameters used in ERAPave for each of these materials were evaluated.  

For the full-scale accelerated tests, four instrumented test structures were built where all the layers were identical except for the subbase layers which were composed of each of the alternative materials. These structures were then tested employing a heavy vehicle simulator (HVS). During the passages of the wheel of the HVS, development of the surface rutting as well as deformations and stresses in the different layers were registered.  

In both laboratory and full-scale tests, results indicated that the crushed concrete performed the best which is comparable to well-graded crushed rock aggregates. Material from road scalpings demonstrated the weakest performance followed by the two bottom ash materials.  

Behovet av ballastmaterial ökar snabbt med pågående förtätning och växande städer med tillhörande infrastruktur, inte bara i Sverige. Det är i och kring städerna som det blir allt svårare att skaffa fram bergmaterial av alla slag. För ett mer cirkulärt och hållbart byggande av anläggningsinfrastruktur såsom hårdgjorda ytor i våra städer och bättre nyttjande av förnybara råvaror krävs därför att man ökar användningen av alternativa ballastmaterial såsom tex slaggrus, krossad betong och fräsasfalt. Det krävs att man tar fram förtroendeskapande, vetenskapligt baserat underlag och regelverk för dimensionering av hårdgjorda ytor. Det måste dessutom vara lätt att använda denna typ av produkter.  

Kunskap från tidigare utförda projekt kommer att kunna användas för att ta fram tabeller för olika trafikklasser och användningsområden. Projektet har tagit materialparametrar så att man enkelt kan modellera funktion och livslängd.Materialparmetrar tas fram i labbtester tex triaxialförsök och standardmetoder. Vi utvärderar modellerade resultat och funktion med uppmätta resultat Projektet använder dimensioneringsverktyget ERAPave för slaggrus och andra alternativa ballastmaterial för trafikbelastade hårdgjorda. Försöken görs för att kunna förbättra och få större förståelse för svagheter och styrkor i konstruktionslösningarna och utvärdera dessa. 

Slutsatserna från laboratorie och fullskaleförsök visar att de uppmätta tekniska egenskaperna i många fall är utanför de krav som normalt ställs på tradionella obundna bergmaterial exempelvis styvhet, packningsegenskaper och kornkurva. Detta försvårar upphandling av dessa material. Man behöver vara medveten om skillnaderna och kunna hantera dessa i upphandling. Resultat från detta projekt och flera tidigare projekt visar att funktionen oftast är tillräckligt bra. I många fall har de också en långsam styvhetstillväxt (tex betong kross och slaggrus).  

För att åstadkomma ett hållbart byggande av anläggningsinfrastruktur i urban miljö krävs att man implementerar cirkulär ekonomi även för vägbyggnadsmaterial. Projektet tar ett helhetsgrepp (med systemperspektiv) om problematiken för snabbare implementering av alternativa material som fullgoda ersättare för traditionellt krossberg. En kort översikt ges om projektet som utgörs av tre olika steg, varav det sista avslutas under 2025.   

Vi ser på hela värdekedjan för att skapa en trygghet i användning av restmaterial för t ex vägbyggnation. Fokus är på urban miljö där tillgängliga volymer räcker för de aktuella byggprojekten och transportsträckorna blir korta. Labtester, fullskaletester och testytor används för att skapa dimensioneringsunderlag och rekommendationer om vilka metoder som är relevanta för att verifiera materialens och konstruktionernas funktion. Parallellt analyseras påverkan på klimat och miljö, samt tillstånds- och anmälningsärenden som ofta är flaskhalsar för implementering. Affärsmodeller och regelverk analyseras och förbättringar föreslås.  

Projektet har hittills fokuserat på slaggrus, krossad betong och fräsasfalt samt krossad asfalt som restmaterial. Fullskaleförsök med VTI's HVS (Heavy Vehicle Simulation) har genomförts och kalibrerats med det nya dimensioneringsverktyget EraPave och labförsök med lovande resultat.  

Flera testytor är anlagda och ytterligare planeras. Parallella analyser av gamla pilotvägar är påbörjade. Klimatpåverkansanalyser visar på en god potential att sänka CO2-påverkan genom användning av t ex slaggrus som förstärkningslager. Utvärdering av tillstånds- och anmälningsprocesser har gett uppslag till konkreta åtgärder. 

Omfattande försöksverksamhet har visat att de undersökta restmaterialen är fullgoda ersättare för traditionellt krossberg i en rad urbana hårdgjorda ytor så som gator, parkeringsplatser och GC-banor. De genomförda fullskaleförsöken görs på så kort tid att självbindande/-härdande egenskaper inte kunnat tillgodoräknas vilket gör att resultaten i en verklig konstruktion förväntas bli än bättre. 

En analys av provningsresultaten och existerande regelverk indikerar tydligt att vi måste gå mot mer funktionsorienterade provningsmetoder och krav. Projektresultaten indikerar att det är möjligt att skapa dimensioneringsverktyg och vägledningsdokument som bl a hjälper kommuner med planering, konsulter med projektering och entreprenörer (och materialleverantörer) med produktframtagning, kvalitetskontroll och utförande. Det finns ett utbildningsbehov hos de som ansvarar för miljöhandläggning, inte minst för att få en mer geografisk homogenitet i beslut men även för att öka förutsägbarhet och minska onödigt långa ärendetider på grund icke relevanta frågor.

Infrastrukturprojekt använder stora mängder resurser i samhället. För att minska klimatpåverkan är alternativa konstruktionsmaterial en väg framåt. Dock saknas ofta viktiga materialspecifika parametrar för dimensionering av konstruktioner med sådana material. Detta blir ofta ett hinder i upphandling och utformning för att möta behoven (tex trafikklass, hållbarhet och framtida underhållsbehov). Detta projekt är inriktat på att möta dessa problem. Det övergripande syftet är att få till en väl fungerande återvinning och cirkulär hantering av sekundära ballastråvaror och skapa förtroende för materialen i syfte att möjliggöra en ökad användning. Projektet vill också förenkla användning av slaggrus. Till skillnad från de projekt som genomfördes under 1990-talet och början av 2000-talet ingår här en systemanalys och genomlysning av affärsmodeller. Ett problem som identifierades var att materialmängden ofta är för liten för stora vägprojekt. Projektet har därför inriktat sig på användning i urban miljö där mindre volymer krävs och transportsträckorna är kortare. Syftet med detta delprojekt är att undersöka möjligheten att ta fram underlag och materialparametrar för dimensionering av konstruktioner med slaggrus (och andra restmaterial).

Det dimensioneringsprogram som används är ERAPave som är framtaget på VTI för Trafikverkets räkning och kommer ersätta nuvarande dimensioneringssystem. Genom att slaggrus kommer finnas med i materialdatabasen kommer det förenkla användningen och dimensionering framöver. För att ta fram styvhetsdata och nödvändiga materialparametrar för slaggruset har laboratorieförsök och Triaxialförsök gjorts på två material. För att verifiera materialparametrar och dimensioneringsmodellen har fullskaleförsök med Heavy Vehicle Simulator (HVS) utförts. Försöken innebär en accelererad provning av konstruktioner där slagg används. HVS utrustningen simulerar realistisk trafikbelastning genom att ett hjul belastar konstruktionen upprepade gånger vilket efterliknar riktig lastbilstrafik. Konstruktionen utsätts för stor trafikbelastning på kort tid. Påverkan på konstruktionen kan följas med sensorer och effekter som exempelvis spårbildning och påkänningar studeras.

Infrastructure projects use large amounts of resources in society. To reduce the climate impact, alternative construction materials are a way forward. However, important material-specific parameters for dimensioning constructions with such materials are often missing. This often becomes an obstacle in procurement and design to meet the needs (eg traffic class, sustainability and future maintenance needs). This project is aimed at addressing these issues. The overall aim is to bring about a well-functioning recycling and circular handling of secondary aggregate raw materials and create confidence in the materials in order to enable increased use. Unlike the projects that were carried out in the 1990s and early 2000s, this includes a system analysis and clarification of business models. A problem that was identified was that the amount of material was often too small for large road projects. The project has therefore focused on use in urban environments where smaller volumes are required and transport distances are shorter. The purpose of this sub-project is to investigate the possibility of producing a basis for the dimensioning of constructions with crushed stone (and other residual materials).

The dimensioning software used is ERAPave, which was developed at VTI on behalf of the Swedish Transport Administration. In order to obtain stiffness data and material parameters for the crushed stone, laboratory tests and triaxial tests have been carried out. To verify material parameters and the dimensioning model, full-scale tests with the Heavy Vehicle Simulator (HVS) have been performed. The trials involve accelerated testing of constructions where slag is used. The HVS equipment simulates realistic traffic loads by repeatedly loading a wheel on the structure, which simulates real truck traffic. The construction is exposed to heavy traffic in a short time. The impact on the construction can be monitored with sensors and effects such as rut formation and stresses are studied.

Sammanfattningsvis definierar vi i denna guide ’smarta gator’ kort sagt som mångfunktionella, levande, långsamma, ekologiska och flexibla gator. Det övergripande målet med denna guide är följaktligen ”Smarta gator för en hållbar stadsutveckling”.

Pågående klimatförändringar innebär att vi kan vänta oss mer extrema vädersituationer med större dagvattenmängder att hantera än vad vi är vana vid och våra system är utformade för. För ett medelscenario uppskattas att regnen i ett 100-årsperspektiv kommer att öka i storleksordningen 20–30 procent. 

I tätbebyggt område är en stor del av ytorna täta och regnvatten har ingen naturlig infiltrationsmöjlighet. Problemet är att när städerna förtätas och infiltrationsytor försvinner så leds mer och mer vatten ner i dagvattensystemet. När det blir fullt trycks vatten tillbaka upp till ytan. Och vid intensivare regn blir resultatet i värsta fall översvämningar, vattenfyllda källare, skador på kringliggande byggnader och många andra negativa konsekvenser som i dagsläget är betydligt svårare att kvantifiera. 

I Sverige används över 60 miljoner ton bergmaterial till vägar, gator och torgytor per år. Det är mer än 40 miljoner kubikmeter material, eller nästan 70 st fyllda Globen. Den absoluta majoriteten av materialet används till täta konstruktioner som förvärrar problemen och ökar avrinningen.  

Ett sätt att minska risken för översvämningar, förenkla hanteringen av dagvatten samt att tillgodose goda betingelser för växtlighet är att använda BGG (Blå-Grön-Grå)-konstruktioner. Gemensamt för dessa är ett de förstärkningslager med stor hålrumsandel som medför att dagvatten kan infiltrera och magasineras i vägkonstruktionen. Det öppna förstärkningslagret förbättrar även livsbetingelserna för växtlighet. 

Ongoing climate change means that we can expect more extreme weather conditions with larger amounts of stormwater than normal, often exceeding the capacity of any drainage systems. For an average scenario it is estimated that rainfall, in a 100-year perspective, will increase in the order of 20–30 percent. 

In urban areas, a large part of surfaces are impervious resulting in reduced natural possibility for rain fall infiltration. As cities become denser, more and more water is directed into the stormwater system. When it becomes full, water is pushed back up to the surface. And in case of more intense rain the worst case scenario is flooding, water-filled basements, damage to surrounding buildingsand a lot of other negative consequences that are more difficult to quantify. 

In Sweden, over 60 million metric tons of crushed rock material is used for roads construction per year. That's more than 40 million cubic meters of material, or almost 70 filled Globen Arena (Avicii Arena). Most of the material is used for traditional dense pavement structures that intensify the problems and increase runoff.

One way to reduce the risk of flooding, simplify the handling of stormwater and to provide good conditions for vegetation is to use BGG (Blue-Green-Grey) constructions. Common to these is a subbase layer with a large proportion of voids, which means that stormwater can infiltrate and be stored in the road construction. The open sub-baselayer layer also improves the growing conditions for vegetation. 

Vatten kan påverka vägen på olika sätt både direkt och indirekt. En väldränerad konstruktion brukar oftast inte påverkas av ökade vattenmängder, men om vatten kommer in i vägkonstruktionen och blir kvar där kan det orsaka skador och deformationer i samband med trafikbelastning. Med klimat[1]förändringar kommer nederbördsmönstren att förändras. Det kan bli torrare på vissa platser och fuktigare på andra. Längre perioder med mycket nederbörd kan bli vanligare under olika perioder över året medan andra delar kanske drabbas mer av kraftiga skyfall. De vägkonstruktioner som redan nu har problem med fukt och vatteninträngning kan bli särskilt sårbara. Det blir ännu viktigare att ha en övergripande kontroll över vilka vägsträckningar som är särskilt utsatta, för att kunna prioritera vilka delar som behöver åtgärdas snabbast. 

Den här studien lyfter möjligheten att med hjälp av oförstörande georadar övervaka variationer av fukt längs en vägsträcka. Syftet var att vidare undersöka möjligheterna att använda georadar som metod för att detektera fukt i vägen, där huvudsyftet var att kunna utföra mätningarna med bil i trafikfart. Det finns flera olika metoder av georadar som kan användas för att detektera fukt, men i den här studien valdes att fokusera på radarvågens hastighet, eftersom vågutbredningshastigheten direkt kan ge indikation om en ökad fuktighet i marken. 

Studien visade dock att analysarbetet är väldigt tidskrävande vilket medför att denna metod, så som den är utförd i denna studie, inte är tillämpbar som metod för att snabbt kunna mäta in längre sträckor med fuktrelaterade problem. Däremot finns stor potential att använda georadar i kombination med andra vägmätningsmetoder så som vägytemätningar och fallviktsmätningar för att lokalisera fuktskadade vägsträckor.

Water can impact the road in different ways both directly and indirectly. A well-drained structure is usually not affected by increased water volumes, but if water enters the road structure and remains there, it can, in combination with traffic loading, cause damage and deformation. Precipitation patterns will change with climate change. It may be drier in some places and wetter in others. Longer periods of heavy rainfall may become more common during some periods of the year, while other parts may be more affected by heavy rainfall. Road structures that already have problems with moisture and water penetration can be particularly vulnerable. It is becoming more important to have an overall view of which road sections that are particularly vulnerable, to be able to prioritize which parts of a road that are most in need of quick maintenance actions. 

This study highlights the possibility of using non-destructive ground penetrating radar (GPR) to detect variations in moisture along a road stretch. The purpose was to further investigate the possibilities of using GPR as a method for detecting moisture in the road, where the main purpose was to be able to perform the measurements by car at traffic speed. There are several different methods of GPR that can be used to detect moisture, but in this study, we chose to focus on the speed of the radar wave. 

However, the study showed that the analysis work is very time-consuming, which means that this method, as it is performed in this study, is not applicable as a method to be able to quickly measure longer distances with moisture-related problems. However, there is great potential for using GPR in combination with other road measurement methods such as road surface measurements and falling weight deflectometer to locate moisture-damaged road sections.