Anbefaler å endre retningslinjene for veibygging

Med støtte fra Forskningsrådet har NTNU og partnerne Statens vegvesen, Bane Nor, SINTEF, Universitet i Laval, Leca Norge og Glasopor, gjennomført et FoU-prosjekt hvor hovedmålet har vært å få et bedre faktagrunnlag knyttet til frostsikring av vei- og jernbanekonstruksjoner i Norge.

En viktig del av forskningsprosjektet har bestått av feltforsøk på Røros. Høsten 2016 ble det bygget ti felt med ulike frostsikringslag, både forskjellige graderinger med steinmaterialer og egne felt med isolerende lag i form av Leca lettklinker eller Glasopor skumglass. Forsøksområdet på Røros ble fulgt over tre vintre og resultatene fra forskningsarbeidet skal etter planen bli publisert i løpet av sommeren.

120-130 centimeter tykk
Allerede våren 2017 kunne professor Inge Hoff ved institutt for bygg- og miljøteknikk ved NTNU, fortelle at resultatene fra forskningsprosjektet tydet på at isolerende masser har en bedre frostsikringseffekt enn det retningslinjene i Statens vegvesens «Håndbok N200 – Veibygging» tilsier.

Han antydet også at en konstruksjon med lettklinker eller skumglass kan dimensjoneres betydelig tynnere enn det N200 legger opp til.

Nå er forskningsprosjektet snart avsluttet og Hoff kan konstatere at svarene de fikk etter den første vinteren er blitt ytterligere forsterket.

– Både testene vi har utført i felt og det vi har gjort av teoretiske undersøkelser viser at isolerende masser fungerer bedre enn forutsatt da dimensjoneringsreglene i N200 ble laget. Som en følge av resultatene fra forskningsprosjektet vil vi nå argumentere for at man kan tillatte en konstruksjon, for eksempel på Ringsaker i Hedmark, med frostisolering, bærelag og dekke som er 120-130 centimeter tykk, opplyser Hoff.

Til sammenligning vil en isolert veikonstruksjon med dagens retningslinjer bli 205 centimeter.

Ingen nedre frostsikringslag
Daglig leder Arnstein Watn i WatnConsult AS, har fulgt opp forskningsprosjektet på Røros på vegne av lettklinkeleverandøren Leca Norge.

Han forteller at de har gjort analyser som viser at en veioppbygging med 22 centimeter dekke, 50 centimeter bærelag og 50 centimeter frostisolasjonslag, er tilfredsstillende for å sikre mot gjennomfrysing av konstruksjonen.

– Man legger til grunn at isolasjonslaget dimensjoneres slik at frosten ikke trenger gjennom den dimensjonerende frostmengden. Det betyr at man kan kutte ut det nedre frostsikringslaget, og dermed er det mulig med en oppbygging med frostisolering som er betydelig slankere enn det som blir beskrevet i N200, fastslår Watn.

– Konservative retningslinjer
Han mener funnene fra forskningsprosjektet viser at retningslinjene for frostsikring i N200 er for konservative og at Statens vegvesens håndbok for veibyggingen derfor bør revideres.

– I dagens N200 er det ganske liten forskjell mellom tykkelseskravene for en konstruksjon med og uten frostisolering. Derfor blir gevinstene ved å velge frostsikring med Leca lettklinker eller Glasopor skumglass liten. Hvis retningslinjene i N200 blir endret som en følge av forskningsresultatene, vil det i flere prosjekter være mer gunstig å velge en isolert konstruksjon fremfor en med kun steinmasser, sier Watn.

Inge Hoff har forståelse for at noen nå spør seg hvorfor man ikke kom frem til samme konklusjoner da kravene for isolerte konstruksjoner ble satt for bare fem år siden.

– Det betyr ikke at det som er gjort før er feil, men vi har fått ny kunnskap og vi har brukt nye analyseverktøy som viser at N200 er veldig forsiktig, sier Hoff.

Rask frostgjennomtrengning
NTNU-professoren kommer også inn på en av PhD-ene i forskningsprosjektet som har sett nærmere på naturlig konveksjon i steinmaterialene. Forsøkene som er gjort i FoU-prosjektet viser at frosten går veldig fort ned i vei- og jernbanefyllinger med åpne steinmasser.

– Vi har fått bekreftet at det med åpne steinmaterialer, for eksempel i forsterkningslag, er en fare for at det skjer en luftomveksling som fører til at frosten trenger lett gjennom. I de tilfellene hvor det brukes steinmaterialer med mer tett gradering slik at hulrommene blir mer fylt, så er det også bedre motstand mot frost, opplyser Hoff.

– Er dere overrasket over funnene dere har gjort under forskningen på frostsikringsløsninger?

– Ja, jeg må si at isolerende masser har enda bedre frostsikringseffekt enn det vi forventet da vi dro i gang forskningsprosjektet, svarer Hoff.

– Jeg ble også litt overrasket over hvor fort frosten gikk ned i åpne steinmasser, avslutter Arnstein Watn.

Dette sier «Håndbok N200 – Vegbygging» om valg av frostsikringsmetode:

– Valg av frostsikringsmetode bør baseres på en vurdering av flere alternativer og bestemmes ut fra hvilken metode som gir den beste løsning med hensyn til kostnader, gjennomføring av arbeidene, samt forventet fremtidig vedlikehold av vegen.

– Hensyn til konsekvensene ved senkning av grunnvannsnivået ved valg av frostsikringsmetode skal også vurderes.

– Forutsatt noenlunde like kostnader for de forskjellige alternativer, bør valg av frostsikringsmetode/-materiale gjøres etter følgende prioritering:

1. Sand-, grus- og steinmaterialer.

2. Lettklinker eller skumglass.

3. Isolasjonsplater av ekstrudert polystyren.