Vegbyggingsmaterialer

Viktige påvirkningsfaktorer for en vegkonstruksjon:

• Trafikkbelastning
• Klimatiske forhold som nedbør og temperatur
• Grunnforhold
• Tverrprofilutforming
• Topografiske forhold
• Dreneringsforhold (åpen/lukket drenering)
• Dimensjoneringsmetoder
• Materialegenskaper for de ulike lag i konstruksjonen

Flere av faktorene vil kunne endre seg mye fra en årstid til en annen.

Påkjenningene og derav krav til materialegenskapene er avhengig av hvor i konstruksjonen materialet brukes. Materialene må kunne motstå nedknusing og slitasje, derfor stilles krav til mekaniske egenskaper. Vegkonstruksjonen må kunne motstå deformasjon og teleskader, og det stilles derfor krav til materialenes komprimerbarhet, stabilitet og telefarlighet (krav til kornform, korngradering, maks. finstoffinnhold). Materialene må kunne ha god bestandighet mot klimatiske påkjenninger og kjemikalier.

• Lagtykkelser
• Komprimering
• Drenering

Vegkonstruksjonen (overbygningen) skal fordele laster fra trafikken til undergrunnen slik at det ikke oppstår skadelige eller uakseptable deformasjoner, og skal derfor bygges opp av ikke telefarlige og ikke vannømfintlige materialer som beholder tilstrekkelig bæreevne hele året, se vegnormal N200 Vegbygging (Digitale vegnormaler).

Et materiale er telefarlig hvis ≥ 3 % av materiale < 22,4 mm passerer 20 µm-siktet.

Et materiale er vanligvis vannømfintlig hvis ≥ 8 % av materialet < 22,4 mm passerer 63 µm-siktet.

Asfalt er det dominerende vegdekket på norske veger.

Asfalt består av 94–95 % steinmaterialer og 5–6 % bituminøst bindemiddel. Asfalt er ofte det øverste laget på en vegoverflate, og består gjerne av et slitelag og et bindlag. Asfalt brukes også i bærelag. Man velger type asfalt ut i fra trafikkbelastning, kostnader, tilgang på materialer, lokale forhold (klima, fundament) og ønskede egenskaper som slitasje, støy, deformasjoner og aldring.

Det stilles krav til steinmaterialet (korngradering, slitestyrke), bindemiddel (type, kvalitet, mengde), produksjonen (temperatur, proporsjonering), utlegging (temperatur, hulrom, komprimering).

De mest brukte asfaltdekkene på høytrafikkerte veger er Ab (asfaltbetong) og Ska (skjelettasfalt), mens på lavtrafikkerte veger (ÅDT<1500) brukes mye Agb (asfaltgrusbetong) og Ma (mykasfalt).

Vegdekket skal

• beskytte vegkonstruksjonen mot nedbrytning ved å hindre nedtrenging av vann
• være jevnt og sikre minst mulig dynamisk belastning fra kjøretøy
• redusere påkjenningen på bærelaget for å sikre planlagt levetid for vegdekket og resten av vegkonstruksjonen

Riktig utførelse av asfaltdekker (Brage)

Asfaltering på riksvegnettet

Bituminøse bindemidler er en fellesbetegnelse på det svarte klebrige organiske materialet som utgjør limet i asfalten (typisk 5-6 %). Det benyttes også som klebemiddel mellom nytt asfaltdekke og gammelt underlag, samt som brumembran.

Bituminøse bindemidler består i utgangspunktet av bitumen, som er fremstilt fra jordolje ved destillasjon. Den kjemiske sammensetningen er kompleks, og vil variere fra en råoljekilde til en annen. Bitumen forekommer i ulike hardhetsgrader, og kan modifiseres ved tilsetting av polymerer (polymermodifisert bitumen, PmB) eller andre tilsetningsstoffer.

Valg av type bindemiddel avhenger av bruksområdet. I asfalt skal bindemiddelet først og fremst binde steinmaterialet sammen og hindre vanninntrenging i vegkonstruksjonen. Videre skal det bidra til asfaltdekkets evne til å motstå deformasjoner, samtidig som det skal gi fleksibilitet. Klima og trafikkforhold, samt ønsket levetid, er de viktigste faktorene å ta hensyn til når man velger hardhetsgrad og eventuelt behov for modifisering.

Steinmaterialer brukes i hele vegkonstruksjonen – asfaltdekke, bærelag, forsterkningslag, frostsikringslag og eventuelt underbygning/steinfylling.

Det settes strenge krav til egenskaper som korngradering, finstoffinnhold, slitestyrke, nedknusning, kornform, knusningsgrad og innhold av forurensninger. Krav til mekaniske egenskaper avhenger av trafikkbelastningen og hvor i vegkonstruksjonen materialene brukes.

Det skal ikke brukes telefarlige materialer i bære- og forsterkningslag.

Alle materialer som skal brukes på Statens vegvesen sine anlegg skal ha dokumenterte egenskaper i samsvar med aktuelle standarder og spesifiserte krav. Det skal foreligge en samsvarserklæring fra produsenten.

Statens vegvesen ønsker å bruke gode og miljømessig trygge avfallsbaserte produkter i vegbygging samt å håndtere eget avfall på en forskriftsmessig og mer økonomisk måte.

Håndbok N200 Vegbygging inkluderer gjenbruksasfalt, gjenbruksbetong og skumglass som materialer som vegbyggings- og isolasjonsmaterialer. Anbefalinger og krav i N200 er basert på utredning av tekniske og miljømessige egenskaper av resirkulerte materialer gjennom laboratorie- og feltprøving. I tillegg til de nevnte resirkulerte materialer har Statens vegvesen erfaring og dokumentasjon på bruk av oppkuttede bildekk som lett fyllmasse.

Asfalt

Asfalt er et høyverdig materiale som kan gjenvinnes 100 %. Bruk av returasfalt sparer ikke-fornybare ressurser, sparer energi og gir lavere utslipp av klimagasser. Asfalt kan gjenvinnes som granulat enten fra fresing av asfaltdekke eller ved knusing av asfaltflak. Granulat kan brukes i alle lag i vegkonstruksjonen, men er mer verdifull jo høyere opp i konstruksjonen den brukes. Det stilles samme krav til resirkulerte materialer som for naturlige materialer.

Betong

Betong er et materiale satt sammen av stein, sand, sement og vann. Gjenbruksbetong er betong som er knust ned til en sortering egnet for vegbygging. Gjenbruksbetongen har innslag av porøse materialer og har derfor noe lavere vekt enn knuste steinmaterialer.

Innen vegbygging brukes utrykket Gjenbruksbetong (GJB) om forsterknings- eller bærelagmasse som består hovedsakelig (>90 %) av resirkulert knust betong. Tidligere opererte man med to typer gjenbruksbetong, avhengig av innslaget av andre materialer (tegl, stein, grus etc.). Resirkulerte materialer egnet til vegbygging bestående av < 90 % knust betong skal etter nye N200 nå benevnes Blandet masse (Bm).

God gjenbruksbetong har lastfordelende egenskaper som kan være bedre enn ordinære steinmaterialer i samme fraksjon. Den økte stivheten skyldes at man oppnår bedre binding mellom kornene, dels på grunn av den rue overflaten, dels fordi man over tid får en kjemisk reaksjon knyttet til karbonatisering, frigjorte sementpartikler og annet.

Gjenbruksprosjektet

Mye av Vegvesenets arbeid med gjenbruk har vært samlet, samordnet eller utført innen Gjenbruksprosjektet, etatsprosjekt FoU i perioden 2002–2005. Formålet med prosjektet var å legge til rette for økt gjenbruk. Materialene i fokus var resirkulert tilslag av betong og tegl (gjenbruksbetong), gjenbruksasfalt, oppkuttede bildekk og skumglass.

Veileder i gjenbruk av asfalt, Kontrollordningen for asfaltgjenvinning – KFA 2019 (PDF, asfaltgjenvinning.no)

Bruk av knust betong i vegbygging : varige veger 2011–2014 (Brage)

For å forhindre problemer med telehiv brukes i noen tilfeller isolasjonsmaterialer i vegoverbygningen.

Isolasjonsmaterialene som brukes til frostsikring er:

Lettklinker

Lettklinker er laget av leire som er tørket og ekspandert til kuler med hardt keramisk skall, men med luftfylte celler i den indre strukturen. Lettklinker leveres vanligvis i sorteringene 0/32 mm eller 10/20 mm.

Skumglassgranulat

Skumglass er et gjenbruksprodukt basert på returglass. Glasset knuses ned til pulver, og smeltes og tørkes i en prosess som gir stor volumøkning. Sluttproduktet består av ca. 92 % luft. Skumglassgranulat har kantete kornform og kornstørrelser på ca. 10-50 mm.

Plater av ekstrudert polystyren (XPS)

XPS er et plaststoff som lages fra råolje. Plasten smeltes og det tilsettes en gass som utvider seg når plastmassen kjøres gjennom en dyse. Det luftfylte materialet kuttes opp i plater som brukes i vegkonstruksjonen.

Felles for disse materialene er at de har en luftfylt indre struktur og dermed lav massetetthet og god isolasjonsevne. Gjennom å legge ut isolasjonsmaterialer hindrer vi frosten i å trenge ned i grunnen under vegkonstruksjonen. Slike materialer brukes også som lette fyllmaterialer på steder med lav bæreevne i grunnen.