Pelarna som håller uppe våra vägar och järnvägar åldras med värdighet

I forskningsprojektet har SGI undersökt kalkcementpelare från 1990- och 2000-talen, belägna i Sätinge, Håby och Kåhög på västkusten. Kalkcementpelare är djupa, cylinderformade zoner av lera som i fält har stabiliserats med kalk och cement. Det är en av de vanligaste metoderna för förstärkning av lermark och fungerar som dolda pelare som bär upp väg- eller järnvägskonstruktioner.

– Vi har visat att kalkcementpelare kan vara beständiga och ha hög hållfasthet efter 20 till 30 år, säger Bo Vesterberg, forskare i geoteknik vid Statens geotekniska institut, SGI.

Resultaten visar att pelarna har betydligt högre hållfasthet än vad de dimensionerades för en gång i tiden. Dagens hållfasthet är generellt till och med något högre än den som uppmättes vid kontroller några år efter installation. Det tyder på att de kemiska processer som binder samman kalk, cement och lera fortsätter under lång tid och ger en gradvis hållfasthetsökning av materialet.

Samtidigt är variationen i hållfasthet mellan olika pelare, och inom en och samma pelare, stor. I de övre metrarna är bindemedlet sämre blandat med leran. Generellt är inblandningen av bindemedel sämre i de översta två metrarna i en pelare för att sedan bli bättre med djupet. Detta kan bland annat kopplas till hur svårt det är att få till en jämn inblandning nära markytan där torrskorpelera och lägre jordtryck påverkar processen. Men också installationsförfarande, blandningsverktyg, typ av lermineral och lerans kemi kan påverka inblandningsresultatet.

En del av projektet var utvecklingen av en modifierad laboratoriemetod för lakförsök. Genom att forcera vatten genom provkroppar, som stansats ur kalkcementpelare, kunde forskarna följa hur ämnen långsamt lakas ur materialet. Resultaten visar att urlakning sker, men långsamt, och att den för de fåtal undersökta proverna troligen inte lett till någon tydlig hållfasthetsminskning. Detta bekräftar det som tidigare internationella studier antytt, att de yttersta centimetrarna av en pelare i lermark kan påverkas över tid men att den bärande funktionen hos pelaren förblir intakt.

Sammantaget har de fältsonderingar, provtagningar och laboratorietester som gjorts gett forskarna inblick i hur hållfastheten utvecklas och hur inblandningen av bindemedel kan se ut i äldre pelare. Men mer forskning behövs.

– Det råder fortfarande stora skillnader mellan hållfasthet utvärderad med fältmetoder jämfört med laboratoriemetoder. Här måste förbättrade verktyg för utvärdering tas fram, säger Bo Vesterberg.

Rapporten pekar på ett antal frågor för vidare forskning, som nya verktyg för kvalitetssäkring, bättre förståelse av kemiska processer och andra mängder bindemedel för lägre klimatpåverkan.

Forskningsprojektet ”Långtidsegenskaper hos stabiliserade material” bedrevs på SGI mellan åren 2021och 2025. Uppdraget finansierades av forskningsprogrammet BIG (Branschsamverkan i grunden, BIG A-2021-05) och SGI.