Solutions and design of a low-carbon tramway superstructure in Helsinki region
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-12-20
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Spatial Planning and Transportation Engineering
Language
en
Pages
66
Series
Abstract
One way to reduce mobility-based emissions is efficient rail transit. Lately, tramway has regained its popularity as a part of public transport systems: traditional tram lines have been reconstructed and new, particularly the fast and efficient light rail lines, have been opened both in Europe and North America. This development is topical also in Finland, especially in the Helsinki region, but in other growing cities as well. The City of Helsinki has set a goal of being carbon neutral by 2030, and the Metropolitan Area Transport Ltd, which is responsible for the tramway infrastructure in Helsinki, is committed to the same goal. The new tramway infrastructure supports sustainable mobility, but its construction and maintenance causes emissions, the reduction of which is important in attaining the carbon neutrality goals. In this master’s thesis, measures to reduce the carbon footprint of tramway superstructure were studied. The superstructure includes major emission sources, such as rails, track slab and sleepers. In the design of the structure, significant decisions are made regarding the structure and the materials used. A large part of the life cycle emissions of tramway infrastructure arises during the construction stage and especially from the use of materials, which is why material efficiency is an essential part of reducing the carbon footprint of the track. The material consumption can be reduced both during the construction stage and later in the use stage by increasing the service life of the track parts. Design has a significant role in both cases. Low-carbon solutions for tramway superstructure were studied using expert interviews. After the individual interviews, the results were evaluated in a group interview, in which experts commented and complemented the solutions. The main solutions identified were structure optimisation, choice of the surface material, extending the service life of the rails and turnouts, low-carbon materials and products and material-efficient repairability. The earlier the low-carbon target is part of the tramway project, the more can be done to achieve it. Many of the solutions that reduce the amount of material and extend the service life of the track are made during the design stage. Developing and optimising the solutions require time and resources, but in the best case, the costs and the carbon footprint are reduced and more functional infrastructure is created simultaneously.Tehokas raideliikenne on yksi keino vähentää liikkumisen aiheuttamia päästöjä. Raitiotie on viime aikoina kasvattanut jälleen suosiotaan osana julkisen liikenteen järjestelmää: perinteisiä raitiotielinjoja on uudelleen avattu ja uusia, etenkin nopeita ja tehokkaita pikaraitioteitä, on rakennettu sekä Euroopassa että Pohjois-Amerikassa. Sama kehitys on ajankohtainen myös Suomessa, varsinkin Helsingin seudulla, mutta myös muissa kasvavissa kaupungeissa. Helsinki on asettanut tavoitteekseen olla hiilineutraali vuonna 2030, ja Helsingin raitiotieinfrastruktuurista vastaava Kaupunkiliikenne Oy on sitoutunut vastaavaan tavoitteeseen. Uusi raitiotieinfrastruktuuri tukee kestävää liikkumista, mutta sen rakentaminen ja ylläpitäminen aiheuttavat päästöjä, joiden vähentäminen hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamiseksi on tärkeää. Tässä diplomityössä tutkittiin keinoja vähentää raitiotien päällysrakenteen hiilijalanjälkeä. Päällysrakenne sisältää merkittäviä päästölähteitä, kuten kiskot sekä ratalaatan ja -pölkyt. Päällysrakenteen suunnittelussa tehdään merkittäviä päätöksiä liittyen rakenteeseen ja käytettäviin materiaaleihin. Suuri osa raitiotieinfrastruktuurin elinkaaripäästöistä syntyy rakennusvaiheessa ja erityisesti rakennusmateriaaleista, joten materiaalitehokkuus on oleellinen osa radan hiilijalanjäljen vähentämistä. Materiaalien käyttöä voidaan vähentää sekä rakentamisvaiheessa että radan elinkaaren aikana pidentämällä radan osien käyttöikää. Suunnittelulla on merkittävä rooli kummassakin tapauksessa. Raitiotien päällysrakenteen vähähiilisiä ratkaisuja tutkittiin asiantuntijahaastattelujen avulla. Yksilöhaastattelujen jälkeen niiden tuloksia arvioitiin niin ikään asiantuntijoista koostuvassa ryhmähaastattelussa, jossa ratkaisuja kommentoitiin ja täydennettiin. Oleelliset tunnistetut keinot olivat radan rakenteen optimointi, pintamateriaalin valinta, kiskojen ja vaihteiden elinkaaren pidentäminen, vähähiiliset materiaalit ja tuotteet sekä materiaalitehokkaan korjattavuuden edistäminen. Mitä varhaisemmassa vaiheessa vähähiilisyystavoite on osa raitiotiehanketta, sitä enemmän voidaan tehdä sen saavuttamiseksi. Suunnitteluvaiheessa tehdään monet niistä ratkaisuista, jotka vähentävät materiaalin määrää ja pidentävät radan elinikää. Ratkaisujen kehittäminen ja optimointi vievät aikaa ja resursseja, mutta parhaassa tapauksessa säästetään rahaa, vähennetään hiilijalanjälkeä ja saadaan aikaan toimivampaa infrastruktuuria.Description
Supervisor
Mladenovic, MilosThesis advisor
Kangas, SatuTalvio, Satu
Keywords
raitiotie, pikaraitiotie, infrastruktuuri, hiilijalanjälki, vähähiilisyys, kaupunkiraideliikenne