Flera forskningsprojekt om cirkulära material på VTI

En radikal omvandling som förändrar svenskt vägbyggande i grunden? Eller ett träget och oglamoröst slit med tester i labbet och beräkningar vid datorn? Eller kanske både och? Arbetet med alternativa vägmaterial kan beskrivas på flera sätt.

Målet för projektet ”Sekundära ballastråvaror” är högt satt – att göra återvunna material till en naturlig del vid upphandlingen av urban anläggningsinfrastruktur och främja cirkulärt och hållbart byggande. Ett ”systemskifte” enligt projektbeskrivningen.

I projektet ingår tre alternativa material – slaggrus, krossad betong och fräsasfalt – som testas i VTI:s vägmateriallaboratorium och därefter i mer verklighetsnära förhållanden i Heavy Vehicle Simulator, HVS. Värden för materialens egenskaper matas sedan in i ERAPave – ett dimensioneringsverktyg som utvecklats vid VTI – för att uppskatta spårdjup, deformation och livslängd under olika förhållanden.

Resultaten hittills är lovande:

– Framför allt är jag imponerad av den krossade betongen. Så här långt är den lika bra som vanligt bergmaterial, säger Shafiqur Rahman som bedömer att även de andra två materialen kommer att kunna användas vid vägbyggen i framtiden.

– Genom att kombinera lager av slaggrus (aska från avfallsförbränning) och bergmaterial kan man minska behovet av nytt bergmaterial. Genom att dimensionera smart går det att uppnå ungefär samma egenskaper som vid en konventionell konstruktion.

Bland utmaningarna finns bland annat att studera de alternativa materialens egenskaper på lång sikt. Vissa material som slagg och betong har så kallade cementbaserade egenskaper vilket gör att de efter hand blir styvare. Det är egenskaper som behöver beskrivas bättre för att kunna förutse funktionen över längre tid.

Också projektet ”Användning av cirkulära material i vägbyggnad” handlar om hur återvunna material åtminstone delvis i framtiden ska ersätta jungfruligt material. Projektledaren Håkan Arvidsson beskriver arbetet som ganska ”hands-on” och avgränsat till sin omfattning.

– Jag var med redan på 90-talet då man pratade mycket om kretslopp. Nu kommer de här tankarna tillbaka även om man nu kallar det för cirkularitet, säger han.

Projektet ska utveckla en metodik för att prova cirkulära materials styvhet och stabilitet, egenskaper som bestämmer materialets bärighet. Proven genomförs som så kallade triaxialtester, vilka också används i Shafiqur Rahmans projekt, där materialet förs in i en cylinder och utsätts för spänningar från tre håll för att simulera verklig trafikbelastning i laboratorieskala.

Styvhet och stabilitet är funktionskrav som på sikt kan ersätta de beskrivandekrav (fördelning av kornstorlekar) som används för vägmaterial i dag. Detta förutsätter dock en förändring av gällande regelverk, vilket i sig också är en viktig del av övergången till ökad cirkularitet. Håkan Arvidsson säger att det finns sekundära material som fungerar bra, men att de inte omfattas av regelverket och därför inte kan användas.

– Istället läggs materialen som deponi i stora högar. Då vore det naturligtvis en stor vinst att kunna använda dem för att bygga infrastruktur, säger han.

Projektet ska också utveckla metoder för att kontrollera produktionen av alternativa material. De testerna ska vara färre och enklare men ändå säkerställa att materialen fungerar på lång sikt.

Ett tredje aktuellt VTI-projekt visar den stora bredden i cirkulär materialforskning. Forskningen inom ”Alternativa kemiska halkbekämpningar” handlar bland annat om att testa och utvärdera så kallat cirkulärt salt – flygaska från sopförbränning som tagits om hand och renats.

Göran Blomqvist, senior forskare, håller fram en liten burk med vitt finkornigt innehåll. Det är mer finfördelat än vanligt bordssalt, men annars helt ren natriumklorid, det vill säga salt.

– Att det är så fint kan vara en fördel på trottoarer där inga fordon hjälper till att virvla upp och sprida saltet. Samtidigt innehåller det mer vatten än vanligt salt och det är en nackdel, säger Göran Blomqvist och slår ut små högar för att jämföra återvunnet respektive naturligt salt.

– En del av vårt arbete går ut på att hitta en teknisk lösning för att kunna använda det här saltet.

I projektet jämförs också tre andra halkbekämpningsmedel – natriumklorid, kalciumklorid och kaliumformiat och blandningar av dessa, till exempel så kallad Karlstadslake – som alla har olika för- och nackdelar. Projektet ska mynna ut i råd och anvisningar om hur och när olika medel bör användas.

Fotnot: Artikeln har tidigare varit publicerad i VTI aktuellt 2-2024 Länk till annan webbplats.

Text: Mikael Sönne

Läs mer om VTI:s forskning om cirkulär ekonomi och cirkulära material Länk till annan webbplats.