TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

Teekatete albeedo väärtuste mõõtmine ning albeedo mõju hindamine keskkonnale

Keskrand, Hans (2020) Teekatete albeedo väärtuste mõõtmine ning albeedo mõju hindamine keskkonnale. [thesis] [en] Measuring the Road Pavement Surface Albedo Values and Assessing the Environmental Impact of Results.

[img] Other (lõputöö - digidoc) - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (4MB)
[img] Other (retsensioon - digidoc) - Other
Restricted to repository personnel only

Download (25kB)

Abstract

Käesoleva lõputöö eesmärgiks on mõõdistada Eestis teedeehituses kasutatavate katete albeedo väärtused ning anda ülevaade teekatte albeedo mõjust loodus- ja liikluskeskkonnale. Selleks teostati erinevate katete, nagu asfalt, pinnatud kate, möss, Rocbinda, täringukivide ja kruuskate, mõõdistustöid Eesti piires. Peamiseks eesmärgiks on välja tuua tehnoloogiaid, mida oleks võimalik rakendada teedeehituses, et vähendada suurlinnades üha enam tekkivat nähtust – linnade soojussaared. Lõputöö tutvustab kõigepealt – mis on albeedo. Seejärel tutvustatakse seadmeid, millega saab päikesekiirgust ja albeedot mõõta ning mis on mõõtmisprotseduuride läbiviimiseks vajalik. Mõõtmisprotsessi kirjeldamise järel selgitatakse kuidas tekivad linnade soojussaared ning seejärel analüüsitakse milliseid katteid või tehnoloogiaid kasutades oleks võimalik pindade albeedot suurendada. Tuuakse välja mõõdistatud katete tulemused ning analüüsitakse nende mõju. Lõpetuseks toob uurimistöö välja, mis on otsesed ja kaudsed albeedost tulenevad kasutegurid. Tihtilugu esineb ka olukordi, kus albeedo saavutamisel mõningate materjalide kasutamise käigus tuleb esile ka kasutegureid, mida otseselt albeedo väärtusega siduda ei saa. Uurimistöö raames analüüsiti Eestis enamlevinud teekatete ja tehnoloogiate albeedo ja valguspeegelduvuse näitajaid. Uuritavateks kateteks oli asfaltkate, betoonkate, pinnatud teelõigud, mössist teelõik, Rocbinda kattematerjal ning sillutis ja täringukividest valmistatud katted. Uurimistöö tulemusel selgus, et Eestis pole katete albeedo väärtusele tähelepanu pööratud. Peamiselt on kõrge albeedoga katted saavutatud, kas juhuse tulemusel või on katted saavutanud oma kõrgema taseme tulenevalt katte kulumisest või sideaine oksüdeerumise tulemusena. Just katte vananedes tulevad sideaine seest välja katte täitematerjal, mis on traditsioonilisest sideainest, bituumenist tunduvalt heledam. Selleks, et saavutada katte kõrgem albeedo tuleks ehitamisel materjalisegudele lisada täiendavaid sideaineid, mis muudavad katte tooni heledamaks. Võimalik on ka heledama täitematerjali kasutamine, kuid see eeldab, et katte albeedo paraneb alles aja jooksul. Tihti oluliselt kõrgema maksumuse või väiksema vastupidavuse tõttu on töös kirjeldatud lahendusmeetmed eelkõige mõeldavamad linnalistes keskkondades ning kohtades kus kate naastrehvidega kokku ei puutu. Katte heledust ja värvitooni muutvate sideainete ning heledama täitematerjali kasutamine on majanduslikult otstarbekas juhtudel kui kate vajab juba olulist rekonstrueerimist, parandamist või on kavandatud uue teelõigu ehitamine. Väiksema liiklussagedusega teede ja kergliiklusteede albeedo omaduste parandamiseks oleks mõistlik kasutada heleda killustikuga pindamist, värvitooni muutvate sideainetega mössi või Rocbinda ja CoolSeal sarnaseid tehnoloogiaid. Keskväljakute ja parklate puhul on samuti soovituslik kasutada heledamast kattest materjale. Parklate puhul oleks võimalik kasutada murukivist katteid ning keskväljakute puhul on saadaval ka heledates toonides sillutiskive või täringukive. Ennekõike tuleks parklates ning keskväljakutel tõsta haljastuste osakaalu, mis koos puude varjudega ja paremale hüdroloogilisele keskkonnale vähendavad soojussaarte efekti oluliselt.

Abstract [en]

The aim of this thesis is to measure albedo values of surfaces that are used in Estonian road construction and to provide an overview of the effects road surface albedo has on the natural and traffic environments. For this purpose, surveys of various pavements, such as asphalt, macadam, slurry, Rocbinda, paving stones and gravel were carried out within Estonia. The primary aim is to highlight technologies that could be implemented in road construction to limit the occurrence of an increasingly common phenomenon in large cities: urban heat islands. The thesis first outlines the concept of albedo. It then introduces devices that can be used to measure sunlight and albedo and that are necessary for conducting measurement procedures. Following a description of these procedures, how urban heat islands occur is explained and the kinds of coatings or technologies that could be used to increase the albedo of surfaces are analysed. The results of the measured coatings are presented, and their effects analyzed. Finally, the research project highlights the direct and indirect benefits arising from albedo. There are often also situations where achieving albedo while using specific materials can produce certain benefits that cannot be directly linked to albedo values. Within the framework of this study, the albedo and retro-reflectivity parameters of the most widespread road surfaces and technologies used in Estonia were analysed. The surfaces researched were made from asphalt, concrete, macadam, pulp, Rocbinda coating, paving stones and tiles. The research revealed that little attention has been turned to surface albedo values in Estonia. Surfaces with high albedo levels have mainly been achieved through coincidence or as a result of the erosion of the surface or the oxidation of the binder. Specifically, as a surface ages, the filling of the coating – which is considerably lighter in tone than the traditional binder bitumen – surfaces from within the binder. In order to achieve a higher albedo for coatings, additional binders which make the tone of the surface lighter should be added to the material mixture. It is also possible to use a lighter filling, but this presumes that the surface albedo will only improve with time. Solutions that thesis describes are mainly conceivable in city environments or locations where studded tires are not used to commute, due to significantly higher cost and lower endurance of surfaces. The benefits of binders that change the lightness and colouration of the surface and lighter fillings are economically beneficial if surfaces already need significant reconstruction or repairs or when the construction of a new section of the road is already planned. In order to improve the properties of the albedo of low-traffic roads, it would make sense to use a coating with lighter gravel, pulp that changes colouration or technologies that resemble Rocbinda or CoolSeal. In the case of central squares and car parks, it is also recommended to use materials made from a lighter coating. In the case of car parks, it may be possible to use surfaces made from grass stone, while for central squares, lighter-coloured paving stones and tiles are also available. Above all, however, the ratio of greenery in car parks and central parks should be increased, which as well as providing tree shade and a better hydrological environment also reduces the heat island effect significantly.

Item Type: thesis
Advisor: Taavi Tõnts
Co-advisor: Julija Šommet
Subjects: Construction > Road Construction > Road design
Divisions: Institute of Construction > Road Construction
Depositing User: Hans Keskrand
Date Deposited: 21 May 2020 06:55
Last Modified: 04 Jun 2020 09:52
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/5335

Actions (login required)

View Item View Item