VTI har utrett var i byggprocessen glimmer genereras i obundna ballastmaterial

Projektet har utförts i ett samarbete mellan Skanska och VTI och initierats och finansierats av Trafikverket. Studien har omfattat olika steg i processen, såsom krossning i täkten, materialhantering, transporter, utläggning och packning vid vägbygget. Målet är att kunna förbättra kravställning på bergmaterial och undvika problem som uppstår vid höga fria glimmermängder.

Mängden fritt glimmer i finfraktionen i ballastmaterial för vägbyggnation har väldigt stor inverkan på beständigheten och framtida underhållsbehov.

– Samtliga steg i byggprocessen påverkar glimmerhalten, det vill säga i de finare fraktionerna, men det är främst vid krossning och packning som största andelen alstras. Att mängden kan öka under byggets gång från bergtäkt till färdig väg ger upphov till problem vid kravställandet på obundna bergmaterial, säger Håkan Arvidsson, laboratorieansvarig på VTI.

Glimmer är en mineralgrupp som är vanlig i svensk berggrund. Glimmer har en flakig kornform och spaltar väldigt lätt upp sig i en riktning, vilket gör att de vid bearbetning delar upp sig i många tunna flakiga korn, så kallade fri glimmer.

En effekt av detta kan bli att stabiliteten minskar, vilket i sin tur kan leda till snabbare spårdjupsutveckling och sprickbildning i vägkonstruktionen. Att glimmern bryts ner i fler mindre korn vid belastning gör att byggprocessen och trafik kan förvärra problemen och öka mängden fria glimmerkorn i främst finfraktionerna. Obundna bär- och förstärkningslager som innehåller mycket fri glimmer i sin finfraktion får generellt försämrad livslängd.

De moment i byggprocessen som kräver mycket energi och bearbetning, frigör mer fri glimmer. Den höga energin som materialet utsatts för vid packning, frigör glimmerkornen mer än vid till exempel hyvling och utläggning. Vid transport och hantering av material finns en risk att separationsprocesser ger en ojämn fördelning och fria glimmer. Risken kan minskas genom att minska antalet steg som materialet hanteras samt genom att inte låta materialet torka.

– Det är känt att mängden fri glimmer i finfraktionen påverkar obundna materials funktionella egenskaper och kan leda till en snabbare nedbrytning av vägkonstruktionen. Stabiliteten i vägkonstruktionen minskar vilket kan leda till snabbare spårdjupsbildning och sprickbildning, säger Håkan Arvidsson.

Att glimmern fysiskt bryts ner i mindre korn vid belastning, gör att byggprocessen och trafik kan förvärra problemen samt öka mängden fria glimmerkorn i främst finfraktionerna. Glimmerkornen kan ibland även uppträda som lövtunna flakiga korn och kan då lätt separeras från övriga ballastmineral vid hantering.

– Det viktigt att påpeka att det är antalet fria glimmerkorn som är det stora problemet. Sitter glimmerkornen inbäddade i andra mineral utgör de normalt inte något större problem, säger Fredrik Hellman, geolog och senior forskare på VTI.

Idag saknas kunskap om vilka delar i byggprocessen som genererar de största andelarna av fri glimmer. Även kunskap om ifall ökningen av mängden fri glimmer i finfraktion fortsätter i trafikerad väg saknas. Det faktum att glimmer lätt delar upp sig eller flyttar på sig och packar ihop sig, beroende på krossning, transporter och bearbetning i byggprocessen, gör att kravställandet blir svårt och att det blir tvister. Dels handlar det om tvister mellan leverantör och entreprenör, dels mellan entreprenör och beställare. Dessa frågeställningar är vanliga vid skadeutredningar där höga fria glimmermängder har konstaterats.

De krav som Trafikverket idag har på glimmermängd i obundna material (levererat) är att mängden glimmerkorn ska vara <30% i bärlagermaterial och <50% i förstärkningslagret (TDOK 2013:0530 vers 3.0) i fraktionen 0,125–0,250 mm.

– Detta projekt har genomförts för att öka förståelsen för hur fri glimmer frigörs i olika delar i byggprocessen. Resultaten visar på en generell ökning av mängden fri glimmer efter mer bearbetning av materialet i byggprocessen. Vid krossning och siktning frigörs fri glimmer från det fasta berget och ansamlas i finfraktionerna. I vilken omfattning det sker beror på bergets konstruktion och naturliga egenskaper, säger Fredrik Hellman.

Var genereras glimmer i byggprocessen - Fält- och laboratoriestudier (2022, Digitala Vetenskapliga Arkivet DiVA)