Tjälskott och varm asfalt
Hur påverkar vägarnas uppbyggnad risken för frosthalka? Hur påverkar temperaturen vägens bärighet? Hur beräknar man tjällyftningen på våra vägar? Beräkningsmodeller för att svara på dessa frågor har Åke Hermansson tagit fram i sin doktorsavhandling ”Modeling of frost heave and surface temperatures in roads.”
Tjällyftning är en stor bov vid nedbrytning av våra vägar och orsakar stora kostnader. Åke Hermansson har utvecklat en beräkningsmodell som beskriver hur tjälning på vägarna kommer till. Modellen används i Vägverkets system vid nybyggnad och underhåll av vägar och beräknar den tjällyftning som kan förväntas beroende på klimat och material i och under vägkonstruktionen.
Genom observationer av vägar och framförallt genom frystester i laboratorium, har Åke Hermansson kommit fram till att kraftig tjällyftning kan förekomma utan att vatten tillförs. Det räcker med det vatten som materialet naturligt innehåller för att åstadkomma lyftningen, vilket motsäger det som oftast redovisas i litteraturen. Frystesterna har också visat att relationen mellan hur snabbt tjällyftningen sker och hur kallt det är inte är så stark. Däremot har det betydelse om temperaturen varierar ofta.
För beräkningen av temperaturer i beläggningen har en beräkningsmodell utvecklats som tar hänsyn till solstrålning, lufttemperatur och vindstyrka. Modellen har utnyttjats i ett samnordiskt projekt för att analysera hur risken för frosthalka påverkas av vägens uppbyggnad. En annan tillämpning är behovet av beräkning av asfaltbeläggningens temperatur i samband med analys av en vägs bärighet.
För närvarande arbetar Åke Hermansson också med en simuleringsmodell för nedbrytning av vägars beläggning. Soliga sommardagar kan en asfaltbeläggning uppnå mycket höga temperaturer. Den höga temperaturen innebär att beläggningens styvhet minskar drastiskt och töjningarna vid belastning ökar. Beläggningen kan bli så mjuk att enstaka lastbilar orsakar djupa spår.
En annan tillämpning är beräkning av temperatur vid beläggningsarbete. Det är viktigt att temperaturen på beläggningen är rätt när man bearbetar beläggningen med vält.
Åke Hermansson är anställd vid Statens väg och transportforskningsinstitut sedan 1996. Han tog civilingenjörsexamen i teknisk fysik 1974, vid Linköpings tekniska högskola och licentiatexamen i Geoteknik vid Luleå tekniska universitet 2000. Forskningsarbetet har till största delen finansierats av Vägverket och Statens väg och transportforskningsinstitut.
Disputationen sker torsdag den 30 maj klockan 10.00, i F531 på Luleå tekniska universitet. Opponent är Senior researcher dr Karen Henry, Us Army Corps of Engineers, CRREL, Hanover, USA. Ordförande är professor Sven Knutsson, Luleå tekniska universitet.
Information: Åke Hermansson, tel. 013-20 40 72, ake.hermansson@vti.se
