Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Use of tyre shreds in civil engineering applications: technical and environmental properties
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Mining and Geotechnical Engineering.
2006 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

End-of-life tyres are a disposal problem regarding the large volumes produced every year. Tyre shreds are primarily produced to reduce the transportation volumes of end-of-life tyres after collection. Within the European Union, there is a ban for landfilling tyre material in order to reduce the total landfilling volumes and to encourage recycling measures. Until recently the main disposal option has been energy recovery in industrial processes. However, legislation acts has recently been taken in the European Union to encourage recycling and recovery of end-of-life-tyres and re-use of tyre materials in construction works is listed as one disposal option.Tyre shreds possess interesting technical properties that could be beneficially used in civil engineering applications. Some characteristic properties of tyre shred materials are the low density, high elasticity, low stiffness, high drainage capacity and high thermal insulation capacity. These properties open up possibilities for utilisation of the material in an innovative manner.The overall aim of this thesis work has been to describe and evaluate tyre shreds as a civil engineering construction material from environmental and technical point of view. The thesis work has included laboratory tests and full scale field tests to investigate technical and environmental properties of tyre shreds and to investigate the tyre shred material behaviour in a real road construction. Furthermore, the state-of-the-art knowledge in the area has also been analysed and presented.In the laboratory studies technical properties focused on compaction and compression behaviour of tyre shreds have been investigated. In a field study of a built road, tyre shreds has been tested and evaluated, during four years, as lightweight fill and frost insulation material. Environmental properties of tyre shreds, mainly leaching characteristics, have been studied in laboratory tests and monitored in two full scale field tests.Based on the results in the laboratory studies a model is proposed for evaluation of stressstrain properties and prediction of compression behaviour. Recommendations for construction works and pavement design are suggested based on the road construction field study results.Conclusions regarding the studied leaching properties of tyre shreds, based on the laboratory tests and the field monitoring, are that zinc and iron are the metals mainly released and that the release of the studied organic compounds, i.e. PAH and phenols, are low. From an environmental point-of-view focus should be moved from PAH-compounds towards other compounds that are more interesting from mobility perspective and lack of knowledge. It is concluded from this thesis work that PAH is not a pollution problem in the area of use of tyre material covered by this work.Applications where tyre shreds have been successfully utilised as construction material, are e.g. as draining layers in landfills and as material in trotting tracks and paddocks. The utilisation of the material in trotting tracks and paddocks is especially interesting since the unique elasticity of the material is utilised. The potential of utilising tyre shreds in civil engineering construction is big. Since the available amounts of material is limited there is a possibility to direct the use of tyre shreds to the most favourable applications of tyre shreds and still solve the disposal problem of end-of-life tyres.

Abstract [sv]

Uttjänta däck är ett avsättningsproblem avseende de stora volymerna som produceras varje år. Däckklipp produceras främst med avseende på att reducera transportvolymen av insamlade däck. Inom EU har det införts ett förbud mot att deponera däck och däckklipp för att dels reducera den totala volymen avfall som deponeras och dels för att uppmuntra återvinning av däckmaterial. Den huvudsakliga avsättningen för uttjänta däck har fram tills nu varit energiåtervinning, främst inom cementindustrin.Däckklipp har intressanta tekniska egenskaper som fördelaktigt kan utnyttjas i anläggningstekniska tillämpningar. Karakteristiska egenskaper för däckklipp är låg densitet, hög elasticitet, låg styvhet, hög dränerande och hög värmeisolerande förmåga. Kombinationen av dessa egenskaper möjliggör tekniskt innovativa lösningar inom anläggningsbyggande.Det övergripande syftet med avhandlingen har varit att beskriva och utvärdera däckklipp som ett anläggningsmaterial ur både teknisk och miljömässig synvinkel. Arbetet har inkluderat både laboratorie- och fullskaleförsök för att utreda tekniska, miljö- och anläggningstekniska egenskaper. Vidare har det aktuella kunskapsläget om däckklipp som anläggningsmaterial utvärderats och presenterats.I laboratorieförsök har tekniska egenskaper med fokus mot packnings- och kompressionsegenskaper för däckklipp undersökts. I ett fältförsök har en vägkonstruktion med däckklipp som lättfyllnads- och tjälisoleringsmaterial byggts och utvärderats under fyra år. I laboratorieförsök har lakningsegenskaper för däckmaterial och miljöövervakningsprogram för tre olika konstruktioner utvärderats.Baserat på laboratoriestudier har en utvärderingsmodell för spännings-töjningsegenskaper och beräkning av kompression föreslagits. Rekommendationer för anläggningsteknik och vägdimensionering presenteras baserat på utvärderingen av vägkonstruktionen.Slutsatser baserat på lakningsstudierna i laboratoriemiljö och utvärderingen av miljöövervakningsprogrammen för fältkonstruktionerna är att de metaller som främst lakar ut är zink och järn och att lakningen av de studerade organiska föreningarna, d.v.s. PAH och fenoler, är låg. Från ett miljöperspektiv bör fokus flyttas från PAH mot organiska föreningar som har hög mobilitet och där kunskapsläget är lågt. Slutsatsen i detta arbete är att PAH-föreningar inte utgör ett föroreningsspridningsproblem för konstruktioner med däckklipp.Tillämpningar där däckklipp framgångsrikt har använts som konstruktionsmaterial är t.ex. i dräneringslager i deponier, i travbanor, och i paddockar. Användningen av däckklipp i travbanor och paddockar är särskilt intressant eftersom belastningen på hästarnas ligament kan minskas.Potentialen att använda däckklipp som ett anläggningsmaterial är stor. Eftersom tillgången är begränsad finns det en möjlighet att styra användningen till de lösningar där materialet används optimalt, både tekniskt och miljömässigt, och ändå avsätta all tillgänglig volym uttjänta däck.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2006. , p. 88
Series
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544 ; 2006:67
National Category
Geotechnical Engineering
Research subject
Soil Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-16907Local ID: 09b7c070-c26e-11db-9ea3-000ea68e967bOAI: oai:DiVA.org:ltu-16907DiVA: diva2:989894
Note
Godkänd; 2006; 20070108 (mlk)Available from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4352 kB)209 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4352 kBChecksum SHA-512
f6effb21a753da6e0229daafea45019fe47f440e89295b87a1ce701db809df20930a9262f417fb0d6b6c635c62a2e51b502eb6e14247aef2dc10c7b9cdb63921
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Edeskär, Tommy
By organisation
Mining and Geotechnical Engineering
Geotechnical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 209 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 199 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf