Svevestøv og testing av piggdekk Brynhild Snilsberg, Vegteknologiseksjonen 25.09.2014

PM and testing of studded tyres Brynhild Snilsberg, Vegteknologiseksjonen 25.09.2014

Formål Få bedre kunnskap om hva et endret regelverk for piggdekk vil ha å si for lokal luftkvalitet 25.09.2014

Objective Get a better understanding of what the amended regulations for studded tires will have on local air quality 25.09.2014

Regelverksarbeid Bakgrunn I 2011 ble forslag om nytt regelverk for piggdekk sendt på høring. Dette forslaget inkluderte ikke unntaksregelen (overrun-testen) Statens vegvesen ble kjent med den svensk/finske unntaksregelen sent i 2012 Enhver endring i regelverk er utsatt til man har god nok kjennskap om hva en slik regelendring vil ha å si for luftkvaliteten Basert på en risikoanalyse (ut fra levetid på piggdekkene) ble det bestemt å gi en midlertidig dispensasjon for dekk som ikke tilfredsstiller det nåværende regelverket i Norge i forhold til antall pigger – dispensasjonen er forlenget med to år (september 2017) Trafikverket stiller også spørsmål ved unntaksregelen og hva det vil ha å si for lokal luftkvalitet, og vi samarbeider derfor med de om testingen Trafi undersøker sammenlignbarheten av overrun-testen 25.09.2014

Regulatory work Background In 2011, a proposal for a new legislation on studded tyres was circulated for comment. This proposal did not include the exception rule (overrun test) NPRA (Statens Vegvesen) was familiar with the Swedish / Finnish exception rule late in 2012 Any change in the legislation is possible only when you have enough knowledge about what such a rule change would have on air quality Based on a risk analysis (based on the life of studded tires), a decision was made ​​to grant a temporary exemption for tires that do not meet the current regulations in Norway compared to the number of studs - the exemption is extended by two years (September 2017) Trafikverket (Transport Administration) also questions the exception rule and what it will mean for local air quality, so we collaborate with the testing Trafi examines the comparability of overrun test 25.09.2014

Hovedtrekk i utviklingen i bruk av piggdekk Bakgrunn Hovedtrekk i utviklingen i bruk av piggdekk 1960-69: ”Pionertiden” - Oppdaget problemene med piggdekkslitasjen 1970-79: Intenst arbeid med å klarlegge hvilke faktorer som påvirker slitasjen - 1970: Sesongbegrensning for bruk av piggdekk fra 15. oktober til 1. mai - 1972: Forbud mot rørpigg. Regulering av antall, vekt, overheng og kraft på pigger - 1979: Reduksjon av vekten på personbilpigger 1980-89: Utviklingen av asfaltdekker fortsatte - Forsøk med høyfaste betongdekker - Utvikling av miljøpigg - 1988: Sesongbegrensning i bruk av piggdekk fra 1. nov til 1. søndag etter påske for Sør-Norge; 16. oktober til og med 30. april for Nord-Norge 1990-99: Fokus på støv og utvikling av piggfrie dekk - 1992: Vektreduksjon på pigger igjen - Fra 1.8 til 1.1 g for personbil - Fra 8.0 til 3.0 g for lastebil - 1999: Gebyr på piggdekk i Oslo, senere kom Trondheim og Bergen etter 2000-09: Piggdekkrestriksjoner og mer fokus på miljø og friksjon - Miljøfartsgrense i Oslo 2010- : Piggdekkrestriksjoner og fokus på merking av dekk i forhold til støy, veggrep og rullemotstand. Endring i kjøretøyparken mot utslippsfrie kjøretøy (f.eks. gassdrevne busser, el- og hybridbiler) 25.09.2014

Highlights of developments in the use of studded tires Background Highlights of developments in the use of studded tires 1960-1969: "pioneering days" - Discovered problems with studded tires wear 1970-1979: Intense efforts to clarify the factors that affect the wear - 1970: Season Limitation on use of studded tires from 15 October to 1 May - 1972: Prohibition “rørpigg” (? studs). Regulation of the number, weight, protrusion and force on spikes - 1979: Reducing the weight of the passenger car studs 1980-1989: Development of asphalt pavements continued - Experiments with high-strength concrete slabs - Development of environmental studs - 1988: Season Limitation on use of studded tires from 1st November to 1st Sunday after Easter for Southern Norway; 16th October to 30th April of Northern Norway 1990-99: Focus on dust and the development of studless tires - 1992: Weight reduction on studs again - From 1.8 to 1.1 g for passenger - From 8.0 to 3.0 g for truck - 1999: fee on studded tires in Oslo, later Trondheim and Bergen 2000-09: Studded tyres Restrictions and more focus on the environment and friction - Environmental speed limit in Oslo 2010: Studded tyres Restrictions and focus on labeling of tires with respect to noise, road grip and rolling resistance. Changes in vehicle fleet towards zero emission vehicles (eg. LNG-fueled buses, electric and hybrid cars) 25.09.2014

Reduksjon av spesifikk piggdekkslitasje (SPS) Asfaltslitasje Reduksjon av spesifikk piggdekkslitasje (SPS) Utvikling i slitestyrke av asfalt fra 1970-2000: Vegslitasje forårsaket av piggdekk har vært den dominerende skademekanisme og årsak til sporutvikling på nordiske veier Store kostnader for reasfaltering av veier og kortere levetid av asfaltdekkene på grunn av spordannelse Men nå har fokus vært endret til luftkvalitet og folkehelse på grunn av utvikling i: Mer miljøvennlige bildekk Pigger som sliter mindre på vegdekket Slitesterke asfaltdekker 25.09.2014

Reduction of specific studded tyre wear (SPS) Asphalt wear Reduction of specific studded tyre wear (SPS) Development in asphalt durability from 1970-2000: Pavement wear caused by studded tires has been the dominant mechanism of damage and cause the rutting development of the Nordic roads High costs for re-asphalting of roads and shorter life of asphalt surfaces due to rutting But now the focus has been changed to air quality and public health because of the development of: - More environmentally friendly tires - Studs that wear less the road surface - Durable asphalt surfaces 25.09.2014

PM10 Piggdekkandel 25.09.2014

PM10 Studded tyres share 25.09.2014

Grenseverdier – nye anbefalinger Luftkvalitet Grenseverdier – nye anbefalinger Dagens KRAV Anbefalinger 25.09.2014

Limits– new recommendations Air Quality Limits– new recommendations Today Dagens KRAV Anbefalinger 25.09.2014 Max. Annual & daily average concentration + number of permitted exceedances

Helseeffekter av PM10 Luftkvalitet Flere vitenskapelige rapporter fra hele verden viser en sammenheng mellom nivåene av svevestøv (PM) i luften og sykelighet og dødelighet i befolkningen Det tydeligste er forholdet mellom økningen i nivåene av PM10 og PM2,5 og økende dødsfall og sykehusinnleggelser Anbefalt nivå for “Trygg luft”: 20 µg/m3 Men: Det er ikke funnet noen nedre grense for helseeffekter! http://www.fhi.no/dokumenter/5f190bc3fa.pdf 25.09.2014

Health effects of PM10 Air Quality Several scientific reports from around the world shows a correlation between levels of particulate matter (PM) in the air and morbidity and mortality in the population The most obvious is the relationship between the increase in the levels of PM10 and PM2.5 and increased deaths and hospitalizations Recommended level of "Safe Air": 20 mg / m3 However: It is not found any lower limit for health effects! http://www.fhi.no/dokumenter/5f190bc3fa.pdf 25.09.2014

Regelverk i Norge og Norden Piggdekk Regelverk i Norge og Norden I det Norske regelverket er antall pigger i et personbildekk bestemt ut fra dekkdimensjonen (tommer): ≤ 13″: 90 studs/tire 14″ and 15″: 110 studs/tire ≥ 16″: 130 studs/tire Det nye regelverket i Finland og Sverige tillater 50 pigger/meter rulleomkrets (fra 1/7 2013) (med spesifikke krav til vekt, utstikk, form, statisk pigg kraft, materiale) er ikke problematisk å innføre i Norge MEN: Vi er bekymret for unntaks regelen som kan godkjenne piggdekk som ikke tilfredsstiller kravene, og dokumentasjonen av slitasje med over-run metoden ≤ 13″ 90 pigger/dekk 14″ and 15″ 110 pigger/dekk ≥ 16″ 130 pigger/dekk 25.09.2014

Regulation in Norway & Nordic countries Studded tyres Regulation in Norway & Nordic countries In the Norwegian regulation, the number of studs for a passenger car tyre is determined by tire size (inches): The new regulations in Finland and Sweden allow 50 studs / meter rolling circumference (from 1.7 in 2013) (with specific emphasis on, protrusion, shape, static stud force, material) are not problematic to implement in Norway BUT: We are concerned about the exemption rule that may approve studded tyres that do not meet the requirements, and about the documentation of wear with over-run method ≤ 13″ 90 studs/tyre 14″ and 15″ 110 studs/tyre ≥ 16″ 130 studs/tyre 25.09.2014

Over-Run metoden Testmetoder Metoden brukes for å bestemme vegslitasjen forårsaket av piggdekk ved høye hastigheter på steinplater Bekymringer Kjørehastighet Sliteflate PM10 partikler 25.09.2014

Over-Run test Test methods The method used for determining the pavement wear caused by studded tyres at high speeds on the stone slabs Relates to: Vehicle speed Hard surface PM10 particles 25.09.2014

Ringbanen på VTI Testmetoder Storskala vegsimulator ved VTI 4 personbildekk, diameter på banen 6 m Justerbar hastighet, lukket rom, kontrollert ventilasjon Simulerer asfaltslitasje Studere partikler generert fra interaksjonen vegdekke og bildekk 25.09.2014

Road simulator at VTI Test methods Large-scale road simulator at VTI 4 passenger tyres, diameter of pitch 6 m Adjustable speed, confinement, controlled ventilation Simulates asphalt wear Studying particles generated from the interaction between pavement and tires 25.09.2014

Road simulator vs Over-run method Test method Road simulator vs Over-run method Parameter Road simulator Over-run test Parameter measured Air quality (Asphalt wear is not measured) Weight loss Kjørehastighet At speed ∼ 50 km/h (Variable between 20-70 km/h) Motorway speed ∼ 100 km/h Weather Controlled (indoor, air conditioning) Dry asphalt surface Not controlled (outdoor) Wet stone surface Hard Surface Asphalt Grooved granite slabs Correlation between test and what really happens on the road 96-98 % Unknown (any laboratory experiment is a simplification of reality) 25.09.2014

Ringbane vs Over-run metoden Testmetoder Ringbane vs Over-run metoden Parameter Ringbane Over-run test Parameter målt Luftkvalitet (Asfaltslitasje blir ikke målt nå) Vekttap Kjørehastighet By hastighet ∼ 50 km/t (Variabel mellom 20-70 km/t) Motorveg hastighet ∼ 100 km/t Værforhold Kontrollert (innendørs, klimaanlegg) Tørr asfalt overflate Ikke kontrollert (utendørs) Våt stein overflate Sliteflate Asfalt Rillete granitt plater Korrelasjon mellom test og det som virkelig skjer på vegen 96-98 % Ukjent (et hvert laboratorieforsøk er en forenkling av virkeligheten) 25.09.2014

Tyre test on Road simulator Week 43-44 (October 2014) 2 days with testing & 2 days of preparation 4 studded tyre types tested/day (7 in total because 1 reference both days) All studded tyres are run 500 km before testing Vehicle speed 50 km/h (byhastighet? Speed?), ca. 1-2 approximately 1-2 hours testing each studded tyre type until the dust concentration in the room are constant Different types of air metering equipment installed in the hall (TEOM, DustTrak, APS, SMPS), registration of particle concentration & -size distribution Temperature in the hall 0-5 ºC (winter conditions) Air-, tyre- & asphalt temperature, & relative humidity registered Tyre pressure and stud protrusion controlled, static studded force measured Cooperation with the Swedish Transport authorities who also want to get more knowledge about this 25.09.2014

Dekktester på ringbanen Uke 43-44 (oktober) 2 dager med testing og to dager med forberedelser 4 piggdekktyper testes/dag (7 totalt pga 1 referanse begge dager) Alle piggdekkene er innkjørt 500 km før testing Kjørehastighet 50 km/t (byhastighet), ca. 1-2 timer testing av hver piggdekktype inntil støvkonsentrasjon i rommet er konstant Forskjellig typer luftmåleutstyr monteres i hallen (TEOM, DustTrak, APS, SMPS), registrering av partikkelkonsentrasjon og -størrelsesfordeling Temperatur i hallen 0-5 ºC (vinterforhold) Luft-, dekk- og asfalttemperatur, og relativ luftfuktighet registreres Dekktrykk og piggutstikk kontrolleres, statisk piggkraft måles Samarbeid med Trafikverket i Sverige som også ønsker mer kunnskap om dette 25.09.2014

Piggdekk (205/55 R16) Piggdekk i henhold til regelverket i Norge, Sverige og Finland før 1/7 2013. 130 pigger Nokian Hakkapeliitta 5 Piggdekk konstruert i henhold til nye forskrifter i Sverige og Finland. 97 pigger Michelin X-Ice North Gislaved Nord Frost 100 Piggdekk i henhold til regelverket i Sverige og Finland etter 1/7 2013, men har bestått Test World overrun test. 130 pigger Pirelli Ice Zero Goodyear Ultra grip Ice Arctic Continental Ice Contact Piggdekk som har bestått Test Worlds overrun test til tross for flere pigger enn både den gamle og nye forskriften. 190 pigger Nokian Hakkapeliitta 8 25.09.2014

Studded tyre (205/55 R16) Studded tyres according to the regulations in Norway, Sweden and Finland before 1.7 2013 (130 studs) Nokian Hakkapeliitta 5 Studded tyres designed according to the new regulations in Sweden and Finland. (97 studs) Michelin X-Ice North Gislaved Nord Frost 100 Studded tyres according to the regulations in Sweden and Finland from 1/7/2013, but that have passed the Test World overrun test (130 studs) Pirelli Ice Zero Goodyear Ultra grip Ice Arctic Continental Ice Contact Studded tyres that have passed the Test Worlds overrun test despite several studs than both the old and new regulations. (190 studs) Help requested for translation here … Nokian Hakkapeliitta 8 25.09.2014

Vegen videre Først må vi studere resultatene fra den pågående testingen Rapport fra VTI ventes ferdig mars 2015 Dialog med Dekkimportørenes forening for å gi forutsigbarhet Har utvidet dispensasjonen med to år for piggdekk som ikke tilfredsstiller det norske regelverket (til september 2017) Enhver regelendring må ut på høring før den kan innføres Det er ønskelig med et harmonisert nordisk regelverk for piggdekk som sørger for god luftkvalitet samtidig som det fremmer teknologisk utvikling i bransjen Ønsketenkning: merking av piggdekk i forhold til partikkelgenerering og slitasje (tilsvarende som det nå er for piggfrie dekk på støy, rullemotstand og friksjon) 25.09.2014

The road ahead First, we study the results of the ongoing testing Report from VTI expected to be completed by March 2015 Dialogue with Dekkimportørenes forening (DIF) to provide predictability Has extended the exemption by two years for studded tyres that do not meet the Norwegian regulations (until September 2017) Any rule change needs consultation before it can be introduced It is desirable to have a harmonized Nordic legislation for studded tyres ensuring good air quality while promoting technological development in the industry Wishful thinking: labeling of studded tires compared to particle generation and wear (same as it is now for studless tire noise, rolling resistance and friction) 25.09.2014

Takk for oppmerksomheten brynhild.snilsberg@vegvesen.no 25.09.2014