Road dust is an important source to airborne particles in the Nordic countries. It consists of wear products from road pavement, tyres, brakes, traction sand, salt and dust dragged in from adjacent unbound roads or deposited from nearby or long distance dust sources, like building sites and farmland. The cold climate in the Nordic countries enhances the formation of road dust compared to most European countries, since it promotes the use of studded tyres, which abrades the road surfaces, and winter maintenance where dust forming material is added to the road surfaces.

The NORDUST II project has aimed to enhance knowledge about road dust emissions through extensive investigations, including laboratory and field studies, measurements, modeling, and future scenarios. An initial work package summarized current knowledge on mitigating road dust emissions. It found that dust binding solutions are most effective during acute dust episodes, while sweeping is beneficial on a seasonal basis. Preventive measures during autumn and winter can reduce airborne dust in spring. A core component of the project was experimental parameterization of processes in the NORTRIP emissions model. Studies revealed that vehicle weight and speed significantly influence particulate matter (PM) emissions, with heavier vehicles and higher speeds increasing emissions. The type of tire and road surface properties also play crucial roles.Experiments showed that winter sand is quickly crushed into finer fractions when driven over, but only a small portion of the sand mass is crushed. Coarse particles are removed more efficiently than finer particles at low speeds, but all particles are removed at speeds above 20 km/h. A field test in Linköping, Sweden, examined the removal of the dust binder CMA by traffic. Results indicated that the NORTRIP model could largely replicate the impact of traffic migration on CMA concentrations. 

För att främja ett ökat cyklande och minska antalet singelolyckor, krävs en bra vinterväghållning av cykelvägar. För snöröjning och halkbekämpning av cykelvägar används traditionellt sett plogning och sandning. En alternativ metod som blivit alltmer etablerad under senare år, är ”sopsaltmetoden”. Den innebär att en roterande sopvals används för snöröjning och att saltlösning, torrt eller befuktat salt används för halkbekämpning. Linköpings kommun var först ut med sopsaltning av cykelvägar redan 1999. Idag pågår försök från Umeå i norr till Malmö i söder med en stor variation av utrustningar och strategier. VTI har sedan vintern 2013/14 utvärderat metodens tillämpning på cykelstråk i Stockholm. I det här projektet har tidigare utvärderingar kompletterats med detaljerade fältstudier på utvalda cykelvägar i Linköping och Stockholm samt vetenskapliga teorier och praktiska erfarenheter från ett flertal kommuner. Målet har varit att bidra med ökad kunskap om sopsaltmetodens för- och nackdelar samt tekniker, metoder och strategier för bästa effektivitet under olika yttre förutsättningar. Studierna visar att sopsaltning gör det möjligt att även vintertid uppnå barmark på cykelvägarna och därmed en högre friktion än på cykelvägar som plogas och sandas. Metodens effektivitet är beroende av flera faktorer såsom väder, cykelinfrastrukturens utformning och tillstånd, vinterväghållningsstrategi och -utrustning. Spridning av saltlösning med spraymunstycken, dysor, ger en jämnare spridning över ytan medan en tallriksspridare är att föredra vid låga temperaturer och stora nederbördsmängder då större saltmängder kan behövas. Saltningen görs med fördel i preventivt syfte, innan förväntad nederbörd, för att cykelvägen ska klara lägre temperaturer och nederbörd innan tillfrysning sker. En effektiv borstning som tar bort så mycket vätska som möjligt från ytan, medför att saltgivan kan minskas. Även om den utrustning som används utvecklats över åren, finns fortfarande en förbättringspotential.

To encourage people to cycle during winter and at the same time reduce the number of single bicycle crashes, a high winter maintenance service level is needed. Traditionally in Sweden, ploughing and gritting is used for winter maintenance of cycleways and footways. In recent years, a method using a front-mounted power broom for snow clearance and salt for de-icing (commonly called “sweepsalting”) has become popular for winter maintenance of cycleways in Swedish municipalities. Linköping was the first municipality to test the method, already in 1999. Today, municipalities from Umeå in the north to Malmö in the south are applying the method with a variation in methods, equipment and strategies. In this project earlier research has been complemented with detailed field studies in Linköping and Stockholm, theoretical knowledge as well as practical experiences from several Swedish municipalities. The objective has been to provide a better understanding regarding pros and cons of “sweep-salting” as well as the equipment, methods and strategies appropriate under various conditions. The studies presented in this report show that when working successfully, the sweep-salting method creates a bare surface with higher friction than traditional ploughing and gritting. Measures must be done in time and the operating speed adjusted according to the prevailing conditions. In mild weather brine is sufficient, but with lower temperatures and heavy snowfall larger amounts of salt is needed and pre-wetted or dry salt must be used. For the method to work properly, the bicycle path construction should be of good condition without cracks or other damages in the surface. The equipment for sweep-salting needs to be further developed for a higher efficiency.

Halka är en vanlig orsak till att cyklister skadas allvarlig i trafiken. Varken kravställning eller föreskrivna mätmetoder gällande friktion på cykelvägar har utgått ifrån cykeltrafiken. Det behövs därför en ökad kunskap om cykeldäcks friktionsegenskaper och det väggrepp som kan fås med en cykel på en cykelväg under olika förhållanden. I det här projektet har vi sammanställt mätningar med VTI:s portabla friktionsmätare, PFT, på cykelvägar med en mängd olika underlag. För att relatera de med PFT:n uppmätta friktionsvärdena till den friktion som ett cykeldäck presterar, har vi även gjort jämförande mätningar med cykeldäck i VTI:s stationära däckprovningsanläggning. Dessa visar på en mycket god överensstämmelse mellan PFT-värdena och den maximala laterala friktionen tillgänglig för ett sommardäck. Det innebär att de friktionsvärden vi uppmätt med PFT:n i fält också kan sägas representera den friktion som skulle fås med ett cykeldäck på samma yta. Friktionsmätningarna på cykelytor i verklig miljö visar att friktionen påverkas av väglaget, beläggningsmaterialet, samt av vägmarkeringar och brunnslock. Is och snö medför en betydligt lägre friktionsnivå än barmarksförhållanden.

Skillnader i väglag gör att olika typer av cykelinfrastruktur och olika vinterdriftmetoder medför olika friktionsnivåer. Det innebär att det kan förekomma stora variationer i friktionsnivå längs en och samma sträcka. Överraskningseffekten och därmed olycksrisken kan då bli stor. Inte bara snö och is, utan även grus, löv, smuts och annat på ytan kan innebära en sänkt friktion. För cyklisternas säkerhet är det viktigt att informera om var halka kan uppstå och att anpassa halkbekämpningsinsatser, utformning och konstruktion utifrån den kunskapen.

Skidding is a common cause for cyclists getting seriously injured in traffic. Neither requirements nor prescribed friction measurement methods for cycleways have been based on the performance of bicycles. There is therefore a need for increased knowledge regarding the friction characteristics of bicycle tyres and the traction between a bicycle tyre and the road surface under different conditions. In this project we have compiled measurements with VTI's portable friction tester, PFT, on cycleways with a variety of road conditions. To relate the PFT friction values to the friction of bicycle tyres, we have also made comparative measurements with bicycle tyres in VTI's stationary tyre testing facility. These show a very good match between the PFT friction values and the maximum lateral friction available for a bicycle tyre. This means that the PFT friction values recorded on cycleways can also be said to represent the friction that a bicycle tyre would perform on the same surface. Our friction measurements on cycleways show that the skid resistance is affected by the road condition, the road surface material, as well as road markings and manhole-covers. Ice and snow cause a significantly lower friction level than at bare conditions. Differences in road conditions mean that different types of cycling infrastructure and different winter maintenance methods result in different friction levels. This means that there may be large variations in friction along one and the same cycle route. The surprise effect and thus the accident risk can then be great. Not only snow, ice and grit, but also leaves, clay and other dirt on the surface might lead to a reduced skid resistance. For the safety of cyclists, it is important to inform about where a slippery condition can occur and to adjust anti-icing actions, road design and construction according to that knowledge.

High levels of air pollution are a common problem in both road and railroad tunnels. Sources and emission processes however differ significantly, as reflected by aerosols physical and chemical properties. As particle concentrations and properties affect exposure of and health effects for people on platforms and in vehicles, effective ways to reduce emissions and exposure are important. This study aims to improve the knowledge of the differences between PM10 in the rail and road tunnel environments, their sources and the possibilities to address problems with high particulate levels. Measurement campaigns were carried out at Arlanda Central, a railroad tunnel station below Arlanda airport and in Söderleden road tunnel, a road tunnel in central Stockholm.

The results show large differences in concentration levels, size distributions and in composition of the particles. The railroad tunnel aerosol consisted of coarse particles with high iron content, while the properties of the coarse particles in the road tunnel were strongly influenced by whether the road surface was wet or dry. In wet conditions, concentrations were relatively low and iron and sulfur dominating elements, while silicon, potassium, calcium and iron from suspension and road wear dominated during dry conditions. The content of elemental carbon, most likely from the pantograph, were unexpectedly high in the railroad tunnel. An older type of train with a large proportion of mechanical brakes were suggested to be responsible to the main particle emissions in the railway tunnel. The report concludes with a discussion and proposals for action against particle sources in the various underground environments.

Höga halter av luftföroreningar är ett vanligt förekommande problem i tunnlar för såväl väg som järnväg. Källor och emissionsprocesser skiljer sig dock åt väsentligt, vilket avspeglas i aerosolernas fysikaliska och kemiska egenskaper. Då partiklarnas halter och egenskaper är viktiga för exponering och hälsoeffekter för människor på perronger och i fordon, är effektiva sätt att minska emissionerna och exponeringen av vikt. Föreliggande studie syftar till att förbättra kunskapen om skillnaderna mellan inandningsbara partiklar (PM10) i väg och järnvägsmiljö, partiklarnas källor och möjligheterna att åtgärda problem med höga partikelhalter. Mätkampanjer genomfördes på Arlanda Central, en järnvägsstation under Arlanda flygplats och i Söderledstunneln, en vägtunnel i centrala Stockholm. Resultaten visar på stora skillnader i såväl halter och storleksfördelningar som i partiklarnas sammansättning.

I järnvägstunneln utgjordes aerosolen av grova partiklar med högt järninnehåll, medan egenskaperna hos de grova partiklarna i vägtunneln påverkades starkt av om vägbanan var våt eller torr. Vid våt vägbana var halterna förhållandevis låga och järn och svavel viktiga element, medan kisel, kalium, kalcium och järn från suspension och vägslitage dominerade vid torr vägbana. Halten av elementärt kol, sannolikt från strömavtagare, var oväntat hög i järnvägstunneln. En äldre tågtyp med stor andel mekaniska bromsar bedömdes orsaka huvuddelen av partikelemissionerna i järnvägstunneln. Rapporten avslutas med en diskussion om och förslag till åtgärder mot partikelkällor i de olika tunnelmiljöerna.

Bruk av salt på vinterveger er et viktig virkemiddel for å oppnå best mulig sikkerhet og framkommelighet på vinteren, samtidig som salting kan ha negative effekter på miljø, biler og vegutstyr. Veg- og trafikkmyndighetene i de nordiske landene har derfor et behov for å optimalisere saltbruken ved å holde et lavest mulig saltforbruk men fortsatt kunne nå målene med hensyn på framkommelighet og trafikksikkerhet. Et tiltak for å kunne optimalisere saltbruken er å utvikle et operasjonelt verktøy som kan forutsi varigheten av et salttiltak under ulike vegforhold. En kan dermed unngå unødvendig salttiltak og redusere risikoen for glatt veg på grunn av for lite salt. NordFoU-prosjektet Modelling Residual Salt (MORS) har som mål å utvikle en modell for utviklingen av restsaltmengde under ulike forhold. Danmark, Sverige, Island og Norge har deltatt i prosjektet. For å kunne følge restsaltutviklingen under kontrollerte forhold har det blitt gjennomført feltforsøk på en testbane ved Bygholm, Horsens (Danmark). På en lukket bane har blitt gjennomført salttiltak og deretter målt restsaltutviklingen og sentrale parametere med og uten trafikk. Målingene har skjedd med både manuelle målemetoder og automatiske målinger (Vaisala Rosa-system). Ved gjennomføringen av feltforsøkene har prosjektet møtt noen utfordringer. Det opprinnelige asfaltdekket på testbane var ujevnt, hadde mye sprekkdannelser og manglet tverrfall. Banen måtte derfor reasfalteres. Etter reasfaltering har det vist seg at teksturen på vegoverflaten er for lav til at prosjektet kan være sikre på at resultatene er fullt ut representerbare for ordinære veger. Ut fra feltforsøkene ble det også oppdaget installeringen av vegbanesensorene var helt avgjørende for målekvaliteten. Etter andre feltforsøk måtte derfor en del av vegbanesensorene reinstalleres. Utfordringene knyttet til gjennomføringen av feltforsøkene har gjort at prosjektet ikke har kunnet nå alle må slik opprinnelig skrevet i prosjektplanen. Hvordan restsaltmengden utvikler seg ette et salttiltak vil påvirkes av mange prosesser. For å få en oversikt over de antatte prosesser og parametere bak disse er det blitt prinsipiell massebalansemodell. I alt ni prosesser er blitt identifisert og bak disse en rekke faktorer. For videre modellutvikling en forenkling har vært nødvendig. Ut fra feltforsøkene har det blitt konkludert med at det er to prosesser som er svært viktige for restsaltutviklingen; avrenning og «splash og spray» (sprut pga. trafikk). Modellen som har blitt utviklet basert på innsamlet data tar for seg disse to prosessene.