Forsker på hvordan en kan heve kvaliteten på pukk fra sprengmasser så den tilfredsstiller krav til veibygging og kan gjenbrukes.

Når vi bygger lange tunneler enten gjennom fjell eller under fjorder, må vi gjennomføre sprengning som gir et stort overskudd av stein, som ofte ikke kan brukes til noe.

I min forskning jobber jeg med å se på hva disse sprengmassene kan brukes til, forklarer Diego Maria Barbieri, som er doktorgradsstipendiat ved NTNU.

Veiprosjektet Ferjefri E39 har som mål å utbedre hele E39 mellom Kristiansand og Trondheim, og erstatte dagens syv ferjestrekninger med bruer eller tunneler.

Når vi planlegger å bygge lange tunneler, vet vi at vi kommer til å få et stort overskudd av sprengmasse. Sprengmasse kan betegnes som «ubundne granulære materialer» som ofte er skadet fordi de har blitt utsatt for intensiv sprenging, og i mange tilfeller tilfredsstiller ikke sprengmasse de strenge kravene som stilles i veinormalene, forteller Barbieri.

Han fortsetter: Jeg jobber med å finne ut om vi kan styrke sprengmassene, ofte betegnet som «svak pukk» slik at de kan tilfredsstille kravene i veinormalen, og dermed brukes som element i lokal veibygging langs E39.

Bærekraftig og kostnadseffektiv gjenbruk

– Hvis vi kan heve kvaliteten på pukken slik at den kan brukes i de såkalt «ubundne lagene» lokalt, betyr det at vi kan spare både tid og penger ved å slippe å hente pukk fra andre steder, sier Barbieri. Barbieri forteller at han nylig har gjennomført felttesting i Trøndelag hvor han har jobbet med hvordan det er mulig å forbedre de svake mekaniske egenskapene til pukk.

Resultatene peker riktig vei

– Vi jobbet med litt ulike metoder i laboratoriet for å se på hvordan sprengmassene kan styrkes ved hjelp av å tilsette to ulike ikke-tradisjonelle stoffer; ett er polymerbasert og ett er ligninbasert. Etter at laboratorieforsøkene viste gode resultater gjennomførte vi en omfattende felttest for å vurderer effekten «i virkeligheten», forklarer han. Barbieri forklarer at i felttestingen ble tre typiske bærelag for vei bygget opp og tilsatt henholdsvis ubehandlet vann, vann og polymer basert tilsetningsstoff, vann og ligninbasert tilsetningsstoff . De tre bærelagene ble deretter overvåket hver dag i nesten fire måneder

Vi undersøkte forløpet på de tre bærelagene og konsentrerete oss om stivhet- og deformasjonsegenskaper. Overvåkningen foregikk ved hjelp av et lett fallodd (FWD).

Han forteller at FWD-utstyret måler nedbøyning til stålplaten som står på bunnen i kontakt med pukken. Utstyret beregner stivhet: jo mindre nedbøyning, desto større stivhet.

Takket være FWD kan vi forstå og sammenligne ytelsen som hører til de tre forskjellige områdene.

Han forteller videre om de ulike målingene som ble utført:

Dynamic Cone Penetrometer (DCP) utstyr har blitt også brukt for å vurdere ytelsen. Dette utstyret tyder på motstand mot penetrasjon. Prøven utføres ved å kjøre en stålkjegle inn i pukk med en vekt som faller ned fra en angitt avstand. For å rekke den samme angitte dybden, trenger de behandlete områdene flere lastrepetisjoner enn de som ikke ble behandlet.

Til slutt har spordannelsen blitt undersøkt. En lastebil kjører frem og tilbake og hjulsporene måles.

Barbieri oppsummerer at resultatene fra felttesten framhever at både de polymerbaserte og ligninbaserte tilsetningsstoffene kan forbedre de mekaniske egenskapene til bergartene.

Neste steg for meg nå er å kunne gjenta tilsvarende målinger over en lengre periode for så å kunne anvende den forsterkede pukken i en ekte vei, avslutter han.