Denne artikkelen er produsert og finansiert av Statens vegvesen - les mer.
– Bruken av kjemikalier, oftest salt, virker negativ på biler, infrastruktur og på miljøet rundt veiene, sier Janne Siren Fjærestad.
(Illustrasjonsfoto: Krasula / Shutterstock / NTB)
Salting av bruer om vinteren krever grundig planlegging
For å unngå unødvendig bruk av salt på bruer om vinteren er det nødvendig å kunne beregne hvor mye som er tilstrekkelig.
– Det oppstår lett rim på veidekket på bruer, noe som er en utfordring både for fremkommelighet og trafikksikkerhet. I mitt prosjekt har jeg forsket på hvor mye salt som er nødvendig for å sikre at rimet ikke skaper glatt underlag for trafikanter, sier Janne Siren Fjærestad.
Hun har nettopp tatt doktorgraden med sin forskning på hvordan rim danner frost på saltet underlag.
Fjærestad har jobbet med ulike saltløsninger og beregningsmetoder for å kunne anslå hvor mye salt som skal til. Hennes forskningsprosjekt er en brikke inn i å lage et beregningssystem som kan brukes av entreprenører som har ansvar for vinterdrift og salting av veier.
Mål om både trygg og miljøvennlig vinterdrift
I prosjektet Ferjefri E39 samarbeider Vegvesenet med forskere ved flere universiteter for å finne ut hva som er den beste måten å sikre isfrie veier og bruer om vinteren.
På lange hengebruer og flytebruer er utfordringen med glatt kjørebane en viktig problemstilling.
For at vinterdrift skal gi færre negative innvirkninger på miljøet, må saltbruken planlegges nøye. Bakgrunnskunnskapen er viktig for å kunne lage et beslutningssystem som fungerer i praksis.
– Rim oppstår når fuktighet i luften avsettes direkte som is på et kaldt veidekke eller brudekke. For å hindre at veien blir glatt når det er forhold for rimdannelse, brukes ofte anti-ising kjemikalier, oftest salt, siden det senker frysepunktet for vann, forklarer Fjærestad.
Hun forteller at bruken av kjemikalier dessverre har negativ innvirkning både på biler, infrastruktur og på miljøet rundt veiene. Derfor er det viktig å redusere bruken mest mulig, samtidig som man forebygger risikoen for ulykker.
Gjennom Fjærestads forskning vet vi nå mer om hvor lenge et saltlag på veien hindrer den i å bli glatt når det er forhold for rimdannelse. Gjennom grundige analyser i laboratoriet har forskeren beregnet hvilke saltløsninger som fungerer best ut fra ulike faktorer som temperatur og luftfuktighet.
Hensikten har vært å bidra med kunnskap som kan være et beslutningsgrunnlag for de som har ansvaret for å salte veiene og bruene.
Matematisk forskningsarbeid i laboratoriet
I laboratoriet har Fjærestad simulert dannelsen av rim ved å bruke en vindtunnel der varm fuktig luft blir tvunget til å strømme over en kald steinoverflate.
Dette har vist seg å kunne simulere forhold som ligner på forholdene på ulike geografiske steder, med tilstrekkelig stabilitet på kritiske parametere som temperaturer og luftfuktighet.
Fjærestad har studert dannelse av rim på saltet underlag og delt dette inn i to faser: uttynningsprosessen og fryseprosessen.
Uttynningsprosessen er tiden det tar fra veien blir saltet til det er så tynnet ut at det begynner å fryse til på igjen.
Fryseprosessen er tiden fra det begynner å fryse på igjen til det blir glatt.
Tiden fra et kjemikalie blir brukt på veibanen til veien blir glatt betegnes som beskyttelsestiden. Den utgjør summen av uttynningstiden og frysetiden. Altså; uttynningstid + frysetid= beskyttelsestid.
Uttynningsprosessen ble studert for ulike løsninger av salt, henholdsvis natriumklorid (NaCl) – som er den kjemiske betegnelsen på vanlig salt –, kalsiumklorid (CaCl2) og magnesiumklorid (MgCl2).
Studier av fryseprosessen for natriumklorid viste hvor mye is som skal til før veibanen blir glatt.
Mulig å anslå hvor lenge en saltet vei vil forbli rimfri
Fjærestad forklarer at rim oppstår når overflatetemperaturen på veibanen er lavere enn både duggpunktet og frysepunktet for vann. Dette skjer gjerne i klarvær da veibanen er kaldere enn lufta.
En veitemperatur på ned mot minus 5 grader og 2–3 grader varmere luft med høy luftfuktighet vil være en typisk situasjon hvor det dannes rim. Hvor fort fuktigheten transporteres fra lufta til veibanen avhenger av både luftfuktigheten, vindhastigheten og luft- og veibanetemperatur.
Hennes beregninger har blant annet vist at ved en konstant fukttransport på 12.5 gram per kvadratmeter time (g/m^2t) til en kald veibane som er minus fem grader kald, så vil 30 gram per kvadratmeter time med en saltløsning på 23 prosent ha en beskyttelsestid på 17 timer. Enkelt sagt: I dette tilfellet tar det 17 timer før det er dannet så mye is at broen blir glatt.
– Dersom situasjonen med rim varer lenger, må man gjenta saltingen før det har gått 17 timer. Denne kunnskapen kan hjelpe entreprenører med å beregne hvor mye veisalt som er nødvendig når man forventer rim, sier Janne Siren Fjærestad.
Men ikke alt er beregnet i laboratoriet.
– Mitt arbeid er basert på laboratorietester, der det ikke er mulig å studere hvordan for eksempel trafikk vil påvirke resultatene, sier hun.
Referanse:
Janne Siren Fjærestad: Hoar frost formation on a salted road surface, Doktorgradsavhandling ved NTNU, 2020.
Les også disse sakene fra Statens vegvesen:
