Fåreholderveje i Sydgrønland udformning og vedligeholdelse

Transkript

1 Fåreholderveje i Sydgrønland udformning og vedligeholdelse Low-volume roads in South Greenland design and maintenance Eksamensprojekt Rasmus Nielsen s DA NM A R K S T E K N I S K E UNIVERSITET

2 Forside: Øverst: Vej ved Eqaluit Nederst: T.v.: Bygninger i Søndre Igaliku, Midt: Blomster ved Kangerluarsorujuk T.h.: Får i nærheden af Eqaluit 2

3 Rasmus Nielsen Forord I samarbejde med Qaqortoq Kommune og nogle fåreholdere i Vatnahverfi-området, er dette projekt kommet i stand. Formålet er at undersøge mulighederne for udbygning af vejnettet i området, samt se på de problemstillinger der er ved drift og etablering af veje i Sydgrønland. Projektet er et afgangsprojekt i forbindelse med afslutningen af diplomingeniøruddannelsen med retningen Arktisk Teknologi. Projektet er på 20 ECTS point, og er udført på Center for Arktisk Teknologi, BYG DTU, Danmarks Tekniske Universitet. Vejleder på projektet er Professor Arne Villumsen, Center for Arktisk Teknologi, BYG DTU. Feltarbejdet er udført i august 2008, og laboratoriearbejde samt rapportering er udført i perioden januar 2009 til maj Feltarbejdet er udført i samarbejde med to andre Arktisk Ingeniør studerende, Themona W. Kruse og Tue S. Kristensen, og dem vil jeg først og fremmest takke for godt samarbejde, og sammen med dem ønsker jeg at takke nedenstående: I forbindelse med feltarbejdet i august 2008, ønsker vi at takke Qaqortoq Kommune, især formand for entreprenørafdelingen Otto Kielsen, for hjælp med planlægning af feltarbejdet, transport og overnatning i Qaqortoq, samt udlån af udstyr til brug under feltarbejdet. Desuden ønsker vi at rette en stor tak til følgende fåreholdere, Makkak og Lars Nielsen for transport mellem Qaqortoq og Eqaluit, samt for kost og logi under besøg, Soffiannguaq og Andala Lund for transport i området, og for kost og logi under besøg, samt familien i Qanisartuut for transport og overnatning under besøg. Desuden en tak til Vejteknisk Institut i Fløng, Annette H. Hansen, for at stille laboratorium og udstyr til rådighed, samt for vejledning i samme forbindelse. Sidst men ikke mindst en tak til vejleder prof. Arne Villumsen og det øvrige personale på Center for Arktisk Teknologi, for hjælp og økonomisk støtte til projektet. Kongens Lyngby, den 13. Maj 2009 Hans Rasmus Nielsen Studienr.: s

4 RESUMÉ... 8 SUMMARY... 9 INDLEDNING PROJEKTETS FORMÅL BESKRIVELSE AF OMRÅDET VATNAHVERFI GEOGRAFI OG KLIMA Permafrost Nedbør TOPOGRAFI GEOLOGI FÅREHOLDERSTEDER INFRASTRUKTUR Eksisterende vejnet Havne FREMTIDIGE VEJSTRÆKNINGER FREMTIDIG VEJSTRÆKNING MELLEM QANISARTUUT OG KANGERLUARSORUJUK TRACÉ VEJENS BRUG OG FUNKTION NYBYGNING AF VEJE INDLEDNING VEJENS GEOMETRISKE UDFORMNING Vejtype Ønsket hastighed Vejbredde/tværsnit Hjørneafrunding og breddeudvidelse

5 Rasmus Nielsen Vejens sidefald samt afvanding Sidefald Grøfte og underløb Sneforhold Beregningsparametre Stopsigt Mødesigt Vejens horisontale forløb - sving Vejens vertikale forløb - vejens bakkethed Hældning/stigning Tværgående render Konvekse og konkave kurver Oversigt over geometriske krav VEJBEFÆSTELSEN Slidlaget Bærelag Bundsikringslaget Lagopbygningen i praksis Underbunden Dimensionering af vejbefæstelsen CBR-metoden CBR-værdier Beregningsgangen Katalogopslag STØVBINDERE Salte Bitumenemulsion Lignosulfonat Opsummering UNDERSØGELSE AF GRUSMATERIALER

6 4.1 MATERIALEPRØVERNE Prøvesteder MATERIALEKLASSIFIKATION KRAV TIL VEJMATERIALER UNDERSØGELSER AF VEJMATERIALER Slidtest Micro-Deval test Micro-Deval test Prøvningen Prøveresultater Diskussion for Micro-Deval forsøg Konklusion for Micro-Deval forsøg Modstandsevne mod knusning LA-test Micro-Deval kontra Los Angeles test Kornstørrelsesfordeling Teori Prøvning Analyse Vandindhold Organisk indhold OPSUMMERING MULIGE GRUSGRAVE FORBEDRING AF EKSISTERENDE GRUSVEJE PROBLEMER MED EKSISTERENDE VEJE Vejmaterialerne Linjeføringen Afvandning FORSLAG TIL FORBEDRING AF EKSISTERENDE VEJE Vejmaterialerne Linjeføringen

7 Rasmus Nielsen Afvanding FORSLAG TIL VEDLIGEHOLDELSE AF GRUSVEJE VEDLIGEHOLD AF VEJEN GENNEM ÅRET Tidligt forår Forår Sommer Efterår MASKINER TIL VEDLIGEHOLD Vejhøvl Tromle Sigter og sorteringsanlæg Knuseanlæg Sneskraber DISKUSSION KONKLUSION APPENDIKS A: GEOMETRISK VEJPROJEKTERING BEREGNINGER APPENDIKS B: CBR-BEREGNING APPENDIKS C: BESKRIVELSE AF MATERIALEPRØVER LITTERATURLISTE BILAGSOVERSIGT

8 Resumé Rapporten handler om hvordan fåreholderveje i Sydgrønland bør udføres og vedligeholdes. Området der undersøges hedder Vatnahverfi, og ligger syd for Narsarsuaq og øst for Qaqortoq. I området er der en række fåreholdersteder der er forbundet af et vejnet på ca. 23 km, samtidig er der nogle fåreholdersteder der ikke er forbundet af veje, og dermed ligger isoleret. Baggrunden for denne rapport er et feltabejde der blev udført i Vatnahverfi-området i august Her blev der bl.a. undersøgt en konkret vejstrækning på ca. 20 km som vil blive en forlængelse af det eksisterende vejnet, og forbinde 4 fåreholdersteder til dette. Undersøgelsen omhandlede også lokalisering af mulige materialeforekomster til brug som vejbygningsmaterialer. Desuden er det eksisterende vejnet undersøgt og der er kommet med forslag til forbedring af dette. Der er foretaget en geometrisk vejprojektering for ensporet grusvej med ÅDT < 100, med en dimensionsgivende hastighed på 50 km/t. Heraf er der fundet følgende minimumsradier for horisontale og vertikale kurver, dimensioneret for mødesigt. Horisontale kurver R ca. 115 m (forudsat frit sigt i siden af vejen), for de vertikale kurver, konvekse R 1730 m, konkave R 390 m. Den maksimale stigning på vejen er fastsat til 10 %, 12 % kan accepteres over kortere strækninger. Vejen skal være 4,5 meter bred, og sidefaldet på vejen skal være 45 af hensyn til afvandingen. Vejbefæstelsen foreslås opbygget af tre lag, et slidgruslag, et bærelag og et bundsikringslag. Grusslidlaget bør være på 10 cm, og bærelaget bør være på 15 cm. Bundsikringslaget afhænger af hvilken underbund vejen udføres på, men varierer fra 10 cm på underbund af fjeld, og skal være på 50 cm ved underbund af relativ fast ler og silt. Der anbefales brug støvbindingsmidler da det vil holde sammen på materialerne i slidlaget og give en fastere overflade. Grusmaterialerne er undersøgt, de består primært af granitsik materiale og er forholdsvis kantede. Der er lavet Micro-Deval-slidtest på dem, og resultaterne siger generelt gode værdier på 3 5 % slidtab. Dog er der et af de undersøgte materialer der havde 28 % slidtab, hvilket er højt. Prøven bestod også af en speciel bjergart der indholdt forvitret amfibolit, som har været skyld i det høje tab. Der er materialer i store mængder, og der er udpeget tre grusgrave der i alt indeholder over en anlået mængde på mere en m³. Til sammenligning skal de 20 km vej kun bruge ca m³. Det anbefales at det eksisterende vejnet får et nyt afretnings og slidlag, og det anbefales at der indkøbes, bl.a. en vejhøvl til at rette vejen af med, så den får korrekt sidefald. 8

9 Rasmus Nielsen Summary This report is about how the Low-volume roads in South Greenland should be designed and maintained. The area under investigation is called Vatnahverfi and its located south of Narsarsuaq and east of Qaqortoq. In this area there are a number of sheep farms sites which are linked by a road of approx. 23 km; however there are some sheep farms sites which are not connected by roads, and thus are "isolated". Context of this report is a field survey carried out in Vatnahverfi region of august Among other things, there were studied a concrete road of approx. 20 km which will be an extension of the existing road network, and link 4 sheep farms to this. The study also addressed the location of available material resources to use as road construction materials. Furthermore, the existing network was studied and there has come up with some suggestions to improve this. There has been a Geometric Road Design for a one-lane gravel road with daily traffic <100, with a design speed of 50 km/h. There has been found following minimum radius for horizontal and vertical curves, sized meeting sight distance. Horizontal curves, R approx 115 m (provided free sight distance in the side of the road), for the vertical curves, convex R 1730 m and concave R 390 m. The maximum slope gradient is set at 10%, 12% is acceptable for short distances. The road shall be 4.5 m wide, and the side slope on the road must be 45 for the sake of drainage. The pavement structure is constructed of three layers, a surfacing layer, an underlying base and a subbase layer. The surfacing layer should be 10 cm, and the base layer should be 15 cm. Subbase layer thickness depends on which natural soil is present, varies from 10 cm thickness if natural soil of mountain rocks, and must be 50 cm thick at the subbase of relatively solid clay and silt. The dust binding agents is recommended in use, as it will hold together the materials in the surface layer and give a firmer surface. Gravel materials were examined; they consist primarily of granite material and are relatively edged. These has been made Micro-Deval abrasion test on them and says the results generally good values of 3 to 5% lost material. However, one of the investigated materials was having 28% lost material, which is high. The sample consisted also of a special rock which contained weather beaten amphibolites which has been the cause of the high losses. There are materials in large quantities and there are identified three gravel pits in total contain more than one than 500,000 m³. Compared, the 20 km road "only" spend approx. 65,000 m³. It is recommended that the existing road will have a new trim and surface layer, and it is recommended to be purchased, for one thing a grader to straighten up the road, so it can properly drain. 9

10 Indledning Sydgrønland er på grund af det lune klima meget præget af landbrug. Der ligger mange gårde spredt ud over det meste af landet. Der er primært tale om fåreholdersteder, altså gårde hvor man lever af at holde får. Fårene går frit rundt i fjeldet og græsser hele sommerhalvåret, om efteråret bliver de drevet sammen og står i stald vinteren over. I forbindelse med gården har man desuden marker der dyrkes, primært til græs som fårene fodres med, men også andre afgrøder som bl.a. kartofler. Nogle af gårdene er forbundet via veje, i nogle områder er vejnettet stort og forbinder mange gårde, mange andre steder ligger gårdene isoleret og der er ikke fast forbindelse til naboer. Transport kan kun ske til søs, eller selvfølgelig til fods, hvilket begrænses af de lange afstande, om vinteren dog med snescooter hvis sneforholdene tillader det. Da veje historisk set har en positiv indflydelse på områders udvikling, vil dette projekt se nærmere på vejbygning i Sydgrønland mellem fåreholdersteder. Der vil blive set nærmere på de ingeniørmæssige forhold vedrørende vejbygning, og muligheder for udvikling af et konkret område. I samarbejde med Qaqortoq Kommune blev det besluttet at det var området Vatnahverfi der skulle undersøges, nærmere bestemt mulighederne for at etablere en ny vejstrækning i området. I sommeren 2008 var vi derfor tre studerende i Vatnahverfi for at lave forundersøgelser for etablering af kommende veje i området. Resultaterne fra selve feltarbejdet kan ses i /1/ Fåreholderveje i Sydgrønland, feltundersøgelser. Denne rapport er fokuseret på geometrisk udformning af nye veje, undersøgelser af naturlige grusmaterialer samt forbedring og vedligehold af eksisterende veje. I forbindelse med udarbejdelsen af denne rapport, er det forsøgt at gøre den så anvendelsesorienteret som muligt, således at fåreholdere og andre med interesse i vejbygning kan bruge rapporten som et værktøj og en kilde til viden om emnet, både i Sydgrønland men også andre steder hvor der er behov for grusveje. Denne rapport indeholder følgende emner: Afsnit 1 er en beskrivelse af Vatnahverfi-området som der arbejdes i, afsnit 2 omhandler hvordan nye vejstrækninger bør udføres i området, dimensionering og projektering. I afsnit 3 undersøges grusmaterialerne der findes i området, for deres egnethed til brug til vejbygning. Afsnit 4 omhandler hvordan de eksisterende grusveje kan forbedres, og i afsnit 5 kommes der med forslag til hvordan grusvejene kan vedligeholdes. 10

11 Rasmus Nielsen Projektets formål Formålet med denne opgave er for det første at få et overblik over udbygningen af vejnettet mellem fåreholderstederne i det pågældende område. Når dette er på plads, skal det undersøges hvorledes vejnettet kan udbygges i området. Der skal undersøges: Hvordan skal vejene generelt udføres? Der skal undersøges hvordan vejene praktisk skal dimensioneres og udføres, både selve vejbefæstelsen og den geometriske udformning af vejen. Dette i forhold til den givne trafikmængde og de forhold der i øvrigt spiller en rolle i området. Hvilke materialer skal vejene laves af? Der vil blive undersøgt om der er grus og stenmaterialer til stede i området, og hvis der er, om hvorvidt de er egnede til brug i vejbygning. Hvordan kan eksisterende veje forbedres? Der vil blive set nærmere på de eksisterende veje, hvordan bør man vedligeholde vejene i Sydgrønland og hvordan kan man forbedre/reparere de eksisterede veje. Gennem rapporten vil der blive sammenlignet og høstet erfaringer fra andre nordiske lande da især Sverige og Norge har stor erfaring med brug af grusveje, og kvaliteten af disse er meget høj. 11

12 1 Beskrivelse af området Indlandsis Vatnahverfi-området Figur 1 Oversigt over Sydgrønland 1.1 Vatnahverfi Projektet tager udgangspunkt i Sydgrønland i et område der hedder Vatnahverfi. Vatnahverfiområdet er nærmest en del af en halvø, og i området ligger der omkring 15 fåreholdersteder. I det meste af Sydgrønland ligger der mange fåreholdersteder. Som oftest ligger de ret spredt, men i Vatnahverfi-området ligger der seks fåreholdersteder relativt samlet. Disse seks fåreholdersteder er forbundet af en vej der gør det muligt at køre fra gård til gård. Et fåreholdersted består som oftest af en gård hvor der bor en enkelt familie, der har en fårebestand på mellem 200 og 600 får. Det ses ofte at der i forbindelse med gården ligger flere andre huse, hvor der fx kan bo ældre eller arbejdere på gården, eller som turister kan leje. Der er mange fordele ved at det pågældende område er forbundet med veje. Hvis der ikke var veje ville det helt grundlæggende ikke være muligt at bo inde i landet, da al forbindelse til omverdenen foregår med båd, herunder proviantering i byen. Desuden bliver der leveret brændstof til generatorer, landbrugsmaskiner og biler, samt til opvarmning af huse, samt foder til dyrene leveres med et landgangsfartøj. Fårene sejles desuden på en pram til slagteriet i Narsaq én gang om året. 12

13 Rasmus Nielsen Vejene gør det derfor muligt at bosætte sig inde i landet og derefter transportere ting mellem gården og en havn. Alternativet er at bo ude ved kysten. Vejen har desuden åbnet op for muligheden for at etablere en skole i området, således at børnene fra de forskellige fåreholdersteder har mulighed for at blive undervist. 1.2 Geografi og klima Geografisk er den sydligste spids af Grønland cirka på samme breddegrad som Oslo og Stockholm. Polarcirklen skærer igennem Grønland lidt syd for Sisimiut, hvorimod Sydgrønland ligger ca km syd for polarcirklen. Sydgrønland har et væsentlig lunere klima end i Nordgrønland, og årsmiddeltemperaturen er over 0 celsius. De nærmeste steder der findes klimadata fra, er byerne Qaqortoq og Narsarsuaq, hvor årsmiddeltemperaturen er henholdsvis + 0,6 og + 0,9 celsius /10/. Klimanormaler for de to byer kan ses i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.. I Figur 2 er der lavet en oversigt over årsmiddeltemperaturen i udvalgte grønlandske byer. Aasiaat, Sisimiut og Kangerlussuaq ligger ca. midt på vestkysten, Nuuk ligger noget sydligere, Qaqortoq og Narsarsuaq i syd, og Tasiilaq i den nedre halvdel af østkysten. Figur 2 Årsmiddeltemperatur for udvalgte grønlandske byer (klimadata ) /10/ Som det ses er der i Sydgrønland den forskel på det øvrige Grønland, at årsmiddeltemperaturen er over frysepunktet, og det har den været længe, da disse klimadata er gennemsnittet fra De sidste 20 år har temperaturen desuden været svagt stigende. 13

14 1.2.1 Permafrost I områder hvor årsmiddeltemperaturen er lavere end 0 C, findes der normalt permafrost i jorden. Det betyder at jorden er frossen hele året rundt, ned til en vis dybde, dog med undtagelse af det øverste lag der smelter om sommeren og fryser om vinteren, dette lag kaldes aktivlaget. I Sydgrønland er der som nævnt årstemperaturer over 0 C. Dette lunere klima medfører at der generelt ikke er permafrost i Sydgrønland. Der er dog undtagelser af dette, nemlig omkring gletsjere hvor der godt kan forekomme permafrost da jorden er dækket af is, samt oppe i højere områder (evt. i skygge), da temperaturen falder med højden. Dette ses der dog bort fra i denne rapport, da der ikke skal bygges veje i så høje områder, samt omkring gletsjere. Det skal dog understreges at der stadig er sæsonfrost i jorden, da det temperaturen cirka halvdelen af året er under frysepunktet, og jorden dermed fryser i vinterhalvåret og tør op og er frostfri i sommerhalvåret Nedbør Qaqortoq ligger ude ved kysten, og Narsarsuaq ligger længere inde i landet, ligesom Vatnahverfi området gør. Derfor er det nok mest sandsynligt at klimaet minder mest om det der ses i Narsarsuaq. Figur 3 Årligt nedbør i udvalgte grønlandske byer ( ) /10/ Nedbøren i Narsarsuaq er årligt i gennemsnit på ca. 615 mm, som det også kan ses af Figur 3. Dette er noget lavere end i Qaqortoq, men Qaqortoq ligger også ude ved det åbne hav, hvorimod Narsarsuaq ligger lidt længere inde i landet. Det er samme forhold der gør sig gældende for Sisimiut og Kangerlussuaq der også næsten ligger på samme breddegrad, men hvor Sisimiut ligger ude ved havet, og har lidt højere temperatur og lidt mere nedbør, og Kangerlussuaq ligger langt inde i landet, hvor klimaet nærmest betegnes som en arktisk ørken, med meget lidt nedbør. 14

15 Rasmus Nielsen For Narsarsuaq er temperaturen under frysepunktet i 6 måneder om året, fra november til og med april. I disse måneder kommer der normalt samlet 271 mm nedbør, og det må forventes at det meste af dette falder som sne. Dette er en betydelig snemængde, og det er også mere end hvad der må forventes at falde i de nordligere dele af Grønland. I den anden halvdel af året hvor temperaturen er over 0 grader falder der omkring 344 mm nedbør. 1.3 Topografi Landskabet i Vatnahverfi-området er meget bjergrigt som det er i hele Sydgrønland og Grønland i det hele taget. Fjeldene her er dog ikke så høje som det ses andre steder i Sydgrønland. I selve Vatnahverfi er fjeldene op til omkring 500 meter høje, og landskabet er her relativt jævnt, alt taget i betragtning. Nord for Vatnahverfi området ligger der et yderst brat fjeldlandskab der når op i knapt 1700 meters højde, med meget stejle fjeldsider. Mod Vest ligger Qaqortoq halvøen der også er domineret af bratte høje fjelde der når op i over 1200 meters højde, fx den kendte Redekammen. Og ligeledes ligger der i syd og øst høje fjelde, nogle steder med gletsjere på toppen. Det er tydeligt at se på kortene over Vatnahverfi at højdekurverne ikke ligger så tæt her, som i det omkringliggende landskab. I de beboede områder af Vatnahverfi er landskabet meget præget af store dale og forholdsvis jævne fjelde omkring. I dalene er der desuden mange mindre toppe og mange små søer. Det er sandsynligvis på grund af det jævne terræn at området er så beboet, det har været optimalt at etablere marker og dyrke afgrøder, og det har været et relativt jævnt og grønt område hvor fårene kan græsse. 1.4 Geologi Geologien i området er meget vigtig for vejbygningen, og især når man er interesseret i at benytte de naturlige materialer som vejbygningsmaterialer. Som det fremgår af det geologiske kort på Figur 4, er geologien forholdsvis ensartet i Vatnahverfi. Grundfjeldet består primært af forskellige typer granit, mest Julianehåbgranit. Der findes desuden områder med gnejs, blandt andet nord for Eqaluit og nord for Kangerluarsorujuk. Både granit og gnejs er bjergarter af meget høj kvalitet, og er derfor meget egnede til brug i vejbygning. Der findes desuden to mindre områder med appinitisk materiale, øst for Søndre Igaliku og nord for Qanisartuut, hvilket senere vil blive omtalt. I den vestlige del af Vatnahverfi hvor en eventuel vejstrækning skal gå, er området præget af at der er nogle fjorde der skærer ind i landskabet. De tre tydelige fjorde er i nord, Kujalleq (Kujatdleq), ved Søndre Igaliku, Eqaluit-fjorden, og Kangerluarsorujuk-fjorden. I bunden af alle de tre fjorde er der meget store brede dale, hvor der findes en hel del moræne og smeltevandsaflejringer. Disse fjorde og dale er formet af gletsjere der har været i området, og gennem flere tusinde år har borteroderet fjeldene og dermed formet landskabet. Fjeldmaterialet er først forvitret, ved at isen 15

16 har bevæget sig hen over dem, dette har primært været fysisk forvitring. Derefter er de forvitrede materialer blevet eroderet af isfloden ud til fjorden, og materialerne er derefter sedimenterede, dette kaldes ABC-modellen, på grund af de tre trin i processen. Sedimenterne er i første omgang blevet transporteret ved massetransport under isen, såkaldt glacial transport. Her er materialerne oftest meget usorterede, da isen har ringe evne til at sortere sedimenterne. Efterfølgende kan materialerne være transporteret fluvialt, via smeltevandsfloderne, og aflejret alluvialt, og der kan her være opnået en bedre sortering af materialerne. Sammenhængen mellem at der geologisk set er nogle bjergarter af meget høj kvalitet i området, og samtidig er nogle store områder med moræne og smeltevandsaflejringer som sandsynligvis stammer fra disse gode bjergarter, vil i første omgang give anledning til at der kunne være nogle egnede vejbygningsmaterialer til stede. Appinitisk Sdr. Igaliku Julianehåbgranit Granit Qanisartuut Gnejs Eqaluit Kangerluarsorujuk Blå linje: Eksisterende vej mellem Sdr. Igaliku og Qanisartuut. Rød linje: Eventuel fremtidig vej der forbinder Qanisartuut, Eqaluit og Kangerluarsorujuk. Figur 4 Geologien i Vatnahverfi-området /25/ 16

17 Rasmus Nielsen 1.5 Fåreholdersteder Figur 5 De røde pletter viser fåreholderstederne i Vatnahverfi samt på Qaqortoq-halvøen /2/ Ovenstående kortudsnit viser de fåreholdersteder der er i Vatnahverfi-området samt på Qaqortoq halvøen. 17

18 1.6 Infrastruktur Eksisterende vejnet Figur 6 Vejnettet i den nordlige del at Vatnahverfi (sort stiplede linjer) Tabel 1 Afstande mellem fåreholderstederne på den eksisterende strækning Det primære eksisterende vejnet er mellem Søndre Igaliku og Qanisartuut, Figur 6, og forbinder som nævnt seks gårde. Der er flere andre mindre strækninger på et par kilometer, mellem de to fåreholdersteder ved Eqaluit, mellem de to steder ved Kangerluarsorujuk, mellem fåreholderstederne ved Qallimiut og fra Qorlortorsuaq og ned til vandet. Den primære vejstrækning mellem Søndre Igaliku og Qanisartuut er ca. 23 km lang, eksklusiv diverse stikveje. Strækning blev udført fra 1984 fra Qanisartuut og blev afsluttet i Søndre Igaliku 18

19 Rasmus Nielsen i Vejen blev bygget af fåreholderne selv, af naturlige forekomster af grusmaterialer, og blev finansieret gennem et EU-projekt Havne I forbindelse med den primære vejstrækning er der havne, både ved Søndre Igaliku og ved Qanisartuut. Alle beboere i området har både, så alle benytter havnene. Om vinteren fryser havnen ved Søndre Igaliku, og folk der har deres både der, flytter dem derfor til havnen i Qanisartuut der er isfri hele året. Kvaliteten af havnene er meget god, især i Qanisartuut hvor der er en lang mole hvor større fartøjer kan anløbe. 19

20 2 Fremtidige vejstrækninger Vatnahverfi-området ligger delvist i de tre kommuner, Qaqortoq-, Narsaq- og Nanortalik kommuner. De forskellige fåreholdersteder hører derfor ind under forskellige kommuner. Ifølge Qaqortoq Kommunes kommuneplan /2/, er det kommunens hensigt i samarbejde med de to øvrige kommuner, at udbygge vejnettet til gavn for fåreholderstederne og set i sammenhæng med en turismemæssig udvikling af området. 1 I kommuneplanen er der vist et kort over eksisterende og fremtidige vejstrækninger i Vatnahverfi-området. Figur 7 Oversigt over eksisterende (rød) og fremtidige (blå) vejføringer i Vatnahverfi-området fra /2/ 1 I skrivende stund er de tre kommuner ved at blive sammenlagt til én storkommune, så det vil givetvis øge mulighederne for udvikling i området, om ikke andet vil det sandsynligvis eliminere diverse uoverensstemmelser kommunerne imellem, hvis der ellers måtte have opstået sådanne. 20

21 Rasmus Nielsen 2.1 Fremtidig vejstrækning mellem Qanisartuut og Kangerluarsorujuk 2.2 Tracé I samarbejde med Qaqortoq kommune blev det besluttet hvortil den kommende vejstrækning der ønskes at blive undersøgt, skulle gå fra og til. Det blev besluttet at det var mest hensigtsmæssigt, at foretage en udvidelse af det eksisterende store vejnet mellem Søndre Igaliku og Qanisartuut. Det var derfor naturligt at vejen først og fremmest skulle gå til Eqaluit, hvor der ligger to fåreholdersteder. Derefter blev der valgt at vejen skulle fortsætte til Kangerluarsorujuk hvor der også ligger to fåreholdersteder. Både ved Eqaluit og ved Kangerluarsorujuk er der vej mellem fåreholderstederne. Den kommende vejstrækning vil desuden passere, og dermed ligeledes servicere, en privat hytte samt en stor kommunal lejrskole, begge steder ligger mellem Qanisartuut og Eqaluit. Det overordnede tracé af strækningen kan ses på nedenstående Figur 8, strækningen er på cirka 20 km. Figur 8 Groft tracé over kommende vejstrækning 21

22 2.3 Vejens brug og funktion På nuværende tidspunkt foregår transporten mellem to fåreholdersteder uden vejforbindelse, via vandet i båd om sommeren, og om vinteren køres der snescooter hvis der altså er tilstrækkeligt med sne. Ifølge erfaringer fra trafikken på den etablerede strækning, bliver vejen brugt meget blandet. Der køres med traktorer ud til marker, til havnen og mellem gårdene. Der køres desuden med bil (firehjulstrækkere) over hele strækningen, til markerne, til havnen, til naboerne, børn køres til skole, osv. Alt i alt vurderes det at årsdøgntrafikken (ÅDT) i de kommende par år er op til højst 50 passager/døgn. Heraf antages det at antallet af traktorer og andre tungere køretøjer er cirka 15 pr. døgn. Det forventes dog at trafikmængden vil stige i takt med at vejnettet bliver udbygget og forbedret. 22

23 Rasmus Nielsen 3 Nybygning af veje 3.1 Indledning I området er der som beskrevet allerede et eksisterende vejnet, og i øvrigt er der et stort vejnet i Sydgrønland. Nu større vejnettet bliver nu større vil trafikmængden også blive, og det der fra starten var et simpelt traktorspor, er nu blevet et bindeled mellem gårde og havne, og faktisk en primær del af infrastrukturen i området. I takt med denne udvikling bør man se på hvad man forventer af en vej, først og fremmest hvilken hastighed man forventer at køre med. Det eksisterende vejnet er som nævnt udført med udgangspunkt i at trafikken består af traktorer. På nuværende tidspunkt består trafikken derimod primært af firehjulstrukne biler, der til sammenligning kan køre med en væsentlig højere hastighed end traktorer. Problemerne med det eksisterende vejnet begynder derfor at melde sig, først og fremmest fordi det ikke længere er nok at vejen er farbar og at man kan komme fra A til B, nu begynder det også at være et ønske at vejen er mere komfortabel at køre på, og at der kan køres med højere hastighed, hvilket igen stiller højere krav til vejens sikkerhed. Problemet med de eksisterende veje er konkret at svingene oftest er for skarpe, stigningerne er for stejle, der er meget støv fra trafikken, vejene er neget ujævne og ofte kan vejen finde på at skylle væk under store regnmængder eller ved forårstøbrud. For at undgå disse problemer ved anlæg af nye veje, samt for at imødekomme brugernes krav, vil det være nødvendigt at opstille nogle retningslinjer for vejens udformning, således at vejen er holdbar, sikker og komfortabel at køre på. 3.2 Vejens geometriske udformning I det følgende afsnit vil den geometriske udformning af vejen blive udført. På baggrund af vejtypen, trafikmængden og den ønskede hastighed beregnes størrelsen på vejens komponenter, herunder den horisontale linjeføring og den vertikale længdeprofil, samt vejens øvrige udformning med grøfter med mere Vejtype Da det er relativt små trafikmængder der præger vejstrækningen, og da vejen desuden ikke må være alt for dyr at anlægge, forudsættes det at vejen skal opbygges af ubundne grusmaterialer, og at slidlaget også skal laves af grus. På denne måde kan der altid på et senere tidspunkt udføres asfaltslidlag eller lignende bundet slidlag på vejstrækningen. 23

24 Ifølge det danske Vejdirektorats vejtypekatalog /11/, findes det at vejtypen er en vejtype 17 1L+. Denne vejtype er en ensporet vej, der kan klare en årsdøgntrafik op til 300 passager, og den ønskede hastighed på denne vejtype er normalt Vø = km/t Ønsket hastighed Når vejen gennemkøres med den ønskede hastighed, skal det ske med en tilfredsstillende sikkerhed og komfort. For at dette kan opnås skal vejen udformes og dimensioneres på den rette måde. De tre vigtigste faktorer er størrelsen på svingene, altså om der er bløde eller skarpe sving (det horisontale forløb), vejens bakkethed (det vertikale forløb) og vejens bredde. Den ønskede hastighed på vejen sættes til km/t, og vejen bør derfor dimensioneres til 50 km/t. Der vil dog være en række steder, i skarpe sving med mere, hvor hastigheden lokalt bør sænkes, da det nogle steder ikke vil være muligt at lave så store sving at der kan køres med 50 km/t. Grunden til at der vælges en hastighed på 50 km/t, som er en forholdsvis høj hastighed på mindre grusveje, er primært for at fremtidssikre vejen. Erfaringer viser at når et vejtracé først er etableret, bliver det som regel ikke ændret, medmindre der kommer væsentlig meget ændrede forhold i trafikken. Derfor kan man lige så godt dimensionere vejen med lidt større svingradier mv., med det samme, således at hvis der om nogle år eventuelt skal lægges asfalt på strækningen, og man dermed ønsker en højere hastighed, så skal man ikke lave tracéet om fordi vejen kun var dimensioneret til km/t. I Island er vejnettet bygget op gradvist, primært gennem de sidste år. Vejene blev udført som grusveje til at starte med, og er senere mange steder blevet forbedret med slidlag af asfalt eller lignende. Konklusionen fra Island er at hvis man gradvist bygger sit vejnet op, og venter nogle år med at lægge bundet slidlag, er det vigtigt at linjeføring og længdeprofil bliver lavet ordentligt og med høj dimensioneringshastighed først. Efter vejen er blevet overfladebehandlet vokser hastigheden og antal af trafikulykker vil stige voldsomt hvis svingene er for skarpe, stigningerne for stejle og oversigten for dårlig. /18/ For at sammenligne med den vej man ønsker at etablere længere nordpå mellem Sisimiut og Kangerlussuaq (ca. 160 km), som også til at starte med vil være en grusvej, ønskes der her at vejen bliver dimensioneret til 60 km/t. Der er dog to forhold der er anderledes i forhold til veje mellem fåreholdersteder i Sydgrønland: trafikmængden forventes at være større mellem Sisimiut og Kangerlussuaq, samt afstandene er kortere i Sydgrønland, 5-15 km mellem hvert fåreholdersted mod 160 km mellem Sisimiut og Kangerlussuaq som er punkt A og B på strækningen som udgangspunkt Vejbredde/tværsnit Da trafikmængden og hastigheden er forholdsvis lav, vurderes det som nævnt at vejen skal være ensporet. Der er forskellige muligheder for valg af bredden på selve kørebanen, men ifølge de 24

25 Rasmus Nielsen grønlandske forskrifter /3/, bør kørebanebredden på transportveje være 3-4 meter, og da trafikmængden er lille, vurderes der at kørebanen børe være 3,5 meter bred. Ifølge danske forskrifter /11/, foreslås det også at denne vejtype bør have en kørebanebredde på 3-3,5 meter. Ved siden af kørebanen bør der desuden anlægges 0,5 meter bred rabat i begge sider. Det belagte areal vil derfor være i alt 4,5 meter. Dette vil gøre vejen bred nok til at to store firehjulstrækkere der er ca. 2 m brede kan mødes, hvis der trækkes ud til siden. Det er desuden en fordel at vejen er lidt bredere. Hvis vejen er smal vil der nemmere kunne opstå sporkøring da trafikken kører samme sted, på en bredere vej vil trafikken fordeles mere. Hjørneafrunding og breddeudvidelse Hvis svingene er skarpe, fx hvis der laves en serpentinevej, er det nødvendigt at gøre vejen bredere i svingene, således at lange køretøjer som en traktor med vogn der har brug for ekstra manøvrebredde, kan komme rundt i svinget uden at falde i grøften. Dette er illustreret på Figur 9. Størrelse på breddeudvidelsen kan ses i Tabel 2. Figur 9 Ekstra manøvrebredde i kurver /3/ 25

26 Ekstra bredde i sving Kurveradius 20 m 15 m 10 m 6 m Ekstra manøvrebredde 0,45 m 0,60 m 0,90 m 1,65 m Tabel 2 Anbefalet ekstra manøvrebredde i sving /3/ Det er også nødvendigt at udvide hjørnerne på tilslutningsveje, således at lange køretøjer kan komme rundt som det ses i Figur 10. Figur 10 Hjørneafrunding ved tilslutning /3/ Det kan ofte være en fordel generelt at gøre svingene lidt bredere som vist på Figur 11, da det både vil give mere plads til større køretøjer, og mere plads til at mødes med modkørende hvis en sådan pludselig kommer i svinget. Figur 11 Breddeudvidelse i kurver /3/ 26

27 Rasmus Nielsen Vejens sidefald samt afvanding Sidefald Det er altid vigtigt at veje har mulighed for at blive afvandet. Hvis der kan samles vand på kørebanen, er der risiko for aquaplanning, og i frost-/tøperioder kan vandansamlingerne blive til is, hvilket kan skabe farlige situationer for bilerne. For grusveje er vand desuden skadeligt, da vandansamlinger opbløder belægningen, der når den er vandmættet mister sin styrke. Hvis der så samtidig er trafik, vil denne ødelægge vejen, da sand- og grusmaterialer vil blive kastet væk sammen med vandet. Vandpytter vil på den måde hurtigt vokse i størrelse, både dybde og omkreds, og der vil dannes slaghuller i vejen. /3/ For at sikre kørebanen mod vandansamlinger bør den derfor anlægges med sidefald. Der er mulighed for at etablere vejen med tagformet tværprofil, eller med ensidigt sidefald. Da vejen kun er ensporet, og det er lettest at udføre og vedligeholde veje med ensidig sidefald, bør vejene udføres på denne måde. Sidehældningen bør være på 40 45, dette anbefales til grusveje for at få en tilstrækkelig afvanding. /4/ og /12/. Ulempen ved ensidig hældning er at vandet skal løbe længere, og der derfor vil samle sig mere vand, men det vurderes ikke at være noget problem da det kun er 4 meter. En anden ulempe er at man sidder skævt til den ene side i bilen når man kører, og ved længere tids kørsel kan det måske give problemer med ryggen, men da køretiden som regel ikke er så lang, vil det nok have begrænsede konsekvenser, men bør dog tages in mente. Figur 12 Sidefald med enten tagformet tværprofil eller ensidigt sidefald /3/ 27

28 Hvilken side hældningen kommer til at være til, vil ofte afhænge af terrænet, hvad der falder naturligst. Dog bør alle sving laves med sidefald ind mod den inderste kørebanekant. Grøfte og underløb En vigtig ting i forbindelse med vejbygning, er at etablere grøfter. Åbne grøfter langs veje har tre vigtige funktioner /4/ 28 at afskære og optage vand fra det tilstødende terræn, at optage overfladevand fra vejbanen, og at afdræne vejens underbygning Grøfter skal etableres der hvor vejen ligger i afgravning, altså hvor vejen ligger i samme, eller i lavere niveau end det omgivende terræn. Det er især vigtigt at hele vejopbygningen er drænet, da den ellers vil miste deres bæreevne. Grøftebunden skal derfor være i samme niveau som undersiden af vejkassen, eller hvis området er meget fugtigt, bør grøftebunden være lavere endnu. De steder hvor vejen ligger højere end terrænet, altså i påfyldning, behøver der ikke etableres grøfter, kun hvis der er specielle forhold. Hvis en vej forløber på tværs af skrånende terræn, således at der er en grøft på indersiden af vejen, ind mod skråningen, vil der givetvis blive opsamlet meget vand fra terrænet. Det er derfor nødvendigt at lave underløb fra grøften og under vejen, således at grøften ikke bliver oversvømmet, og vandet skyller ind over vejen. Det er vigtigt, at hvis der er et lavpunkt i grøften, hvis fx vejen ændrer hældning fra at være faldende til at være stigende, at der er et underløb i det laveste punkt i grøften, således at der ikke samles vand der. Desuden bør der være underløb med passende mellemrum, hvis vejen forløber med et langt længdefald, og der derved kan akkumuleres store vandmængder i grøften. Underløb kan ofte udføres af såkaldte Armco-rør, i passende størrelse. Der vil ikke blive gennemgået nærmere hvilke størrelser af armco-rør der bør benyttes i denne rapport. Sneforhold I Sydgrønland falder der en del sne om vinteren, og dette gør at vejene på nuværende tidspunkt er lukkede i denne halvdel af året. Hvis vejene skal være farbare om vinteren, og man vil minimere mængden af sne på vejen, er der forskellige muligheder. Det er en fordel at placere vejen højere end det omgivende terræn, det vil medføre at sneen lettere vil fyge væk fra vejen. Hvis vejen ligger lavere end terrænet, og der er steder med læ, vil sneen fyge sammen i snedriver, og gøre snerydning mere besværlig. Hvis vejen ønskes ryddet om vinteren, bør der desuden opstilles markeringer i vejens side, således at især snerydningskøretøj, men også andre trafikanter, kan se hvor vejen er, både ved tykt snedække, men også ved dårlig sigtbarhed i fx snestorm.

29 Rasmus Nielsen I Island er erfaringerne ligeledes at man bør undgå at skabe læ omkring vejen, således at sneen fyger sammen. Vejen bør placeres højere en det omgivende terræn, men ikke højere end 1,2 1,5 m, og der bør etableres brede grøfte. Hældningen af skuldrene, sideskråningen, bør i fladt terræn være på 1:2,5 1:3 se Figur 13. Dette har man fundet ud af er mest optimalt, da en stejlere skråning vil give turbulens og dermed opsamling af sne på kørebanen. /18/ Figur 13 Tværprofil som anvendes i Island /18/ Skuldre med fladere hældning har desuden bedre bæreevne en skuldre med stejl hældning, og man må gå ud fra at der en gang i mellem kommer trafik helt ude på skulderen når to store køretøjer mødes Beregningsparametre For at en vej skal være sikker og komfortabel at køre på, er det nødvendigt at fastlægge nogle forhold omkring udformningen af linjeføringen. Det er vigtigt at linjeføringen passer til hastigheden, således at der er de rette oversigtsforhold til stede, og bakker og sving ikke lukker for det nødvendige udsyn. Det danske vejdirektorat har opsat tre parametre som bruges i Danmark /9/. De tre parametre er stopsigt, mødesigt og overhalingssigt. Stopsigt og mødesigt er parametre der kan bruges til vejbygning i Sydgrønland, hvorimod overhalingssigt ikke behandles, da det ikke findes relevant til den beskedne trafikmængde, og der desuden kun udføres enkeltsporede veje hvor det ikke er muligt at overhale. 29

30 Stopsigt En vigtig ting ved udførelsen af en vej, er at sørge for at der stopsigt. Stopsigt vil sige, at der er mulighed for at se tilstrækkeligt langt frem på vejen, således at en bil der kører med dimensionsgivende hastighed, kan bringes til standsning hvis der pludselig er en forhindring på kørebanen. Længden der defineres som stopsigt, er reaktionslængden, den strækning man kører inden man når at påbegynde bremsningen, lagt sammen med selve bremselængden, den længde det tager at bringe bilen til standsning, se Figur 14. Figur 14 Standselængden /15/ Da terrænet og vejene i Sydgrønland ikke altid er helt vandrette, beregnes bremselængden for kørsel ned af bakke med en hældning på 9 %. Det kræver mere længde at bremse ned ad bakke, derfor bruges dette som dimensionsgivende stopsigt ved lige strækninger. Stopsigt er beregnet i Appendiks A, og den nødvendige længde er fundet til 89 meter, ved den dimensionsgivende hastighed på 50 km/t. Den afstand der bruges som stopsigt i svingene er dog lidt mindre, da der ikke regnes med at hældningen overstiger 6 % i selve svinget i længderetningen, der bruges derfor længden 79 meter ved 50 km/t. Mødesigt Den anden vigtige parameter er mødesigtelængden. Mødesigtelængden er den længde to biler der kører i samme spor med dimensionsgivende hastighed, skal have for at kunne se hinanden, reagere, og begge kan nå at standse inden de når hinanden. Denne parameter er kun relevant når der er trafik i begge retninger i det samme spor, hvilket derfor er meget relevant i Sydgrønland hvor der i praksis kun er et spor alle steder. Længden der defineres som mødesigt, regnes som det dobbelte af stopsigtelængden, da det svarer til at begge trafikanter skal standse for en forhindring. Dog findes det ikke aktuelt at to køretøjer møder hinanden, hvor begge kører ned af bakke med 9 % hældning, der bruges derfor hældningen 3 %, da dette findes mere sandsynligt. Mødesigtelængden som beregnet i Appendiks A findes derfor fundet til 144 meter ved dimensionsgivende hastighed på 50 km/t. 30

31 Rasmus Nielsen Vejens horisontale forløb - sving Vejens horisontale linjeføring er de sving en vej slår, og svingenes størrelse er meget vigtige for hvor komfortabel og sikker vejen er at køre på. Nu større sving, nu større hastighed kan der køres på vejen. Et sving betragtes som en cirkelbue, hvor afstanden fra vejens centerlinje til cirklens midtpunkt, altså cirklens radius, definerer størrelsen på svinget. Nu større radius er, nu større er svinget. Når en bil kører ind i en kurve påvirkes den af en fiktiv centrifugalkraft der påvirker bilen vandret ud af kurven. Denne kraft skal bilen overføre til underlaget, og størrelsen på denne kraft er proportional med bilens fart. Da det er friktionen mellem bilens dæk og vejens overflade der er afgørende for hvor stor en fart der kan køres med igennem sving med en given radius, kan der opstilles en oversigt over hvor skarpe sving der kan anvendes, i forhold til hastigheden der køres med. Dette er som sagt på grund af sikkerhed, så man undgår udskridning, og desuden på grund af komfort, da det er ubehageligt at køre i gennem skarpe kurver med for høj hastighed. For at finde ud af hvor skarpe kurver vejen må slå, er der to forhold der er afgørende for den mindste kurveradius der må anvendes, ved en given dimensioneringshastighed. For det første skal der som tidligere omtalt være tilstrækkeligt sigt længere fremme på kørebanen, som vist på nedenstående figur. Figur 15 Sigtforhold i horisontale kurver /13/ Desuden må de horisontale kurver ikke være skarpere en hvad der er sikkert og komfortabelt at gennemkøre med den dimensionsgivende hastighed. I appendiks A er der foretaget beregninger for hvilken minimumsradius der bør anvendes. Vejene kan udføres med forøget sidehældning for at kurveradierne kan gøres mindre. Nedenstående Tabel 3 viser en oversigt over de mindste tilladelige radier for horisontale kurver ved forskellige hastigheder og ved forskellige sidehældninger i kurven. 70 er den sidehældning vejen maksimalt må have ifølge /9/, og 45 er den sidehældning vejen bør have alle steder, for at sikre en tilstrækkelig afvanding af vejen. I svingene skal sidefaldet være ind mod den 31

32 inderste kørebanekant. Hvis sidefaldet er modsat, fx 45 (sidefald mod yderste kørebanekant), skal kurven cirka have dobbelt så stor radius. Tabel 3 Sidehældning i sving i forhold til hastighed, forudsat frit udsyn Alle værdier er forudsat frit udsyn i hele svinget. Ved 50 km/t er forskellen på kurveradier med 45 og 70 sidehældning ikke særlig stor, de er på hhv. 101 og 116 meter. Det må derfor frarådes at lave forøget sidehældning, da man kan risikere at den med tiden bliver udjævnet, og svinget så bliver for skarpt. Der er dog vigtigt at sidehældningen er på de 45, til den rigtige side vel og mærke, da dette har stor betydning. Hvis vejen udføres med kørebanebredde på 3,5 m, rabat på 0,5 m og grøft eller trug på 2-3 meter, svarer det til at der mindst vil være ca. 5 meter frit sigt fra vejens centerlinje til en hindring ved siden af vejen. Ved disse sigtforhold skal den horisontale kurveradius være på mindst ca. 500 meter. Afhængig af hvor meget frit sigt der er tilstrækkeligt kan kurveradius varieres som det ses i Tabel 4. Tabel 4 Kurveradius i forhold til frit sigt. 50 km/t dimensioneret for mødesigt 32

33 Rasmus Nielsen Når nye fåreholderveje etableres i fjeldet, vil det ofte være terrænet der er afgørende for hvordan linjeføringen kommer til at blive. Dette er primært på grund af at vejene helst skal udføres så billigt som muligt, det er som regel billigere at lægge vejen uden om en fjeldknold, end at sprænge den væk. Det er også et godt argument, da man vil få mere vej for de penge der er til rådighed, hvis man udfører den så billigt som muligt. Der bør dog alligevel arbejdes med at vejen bliver så retlinjet som muligt, og at svingene så vidt muligt overholder de minimumsradier der er opsat Vejens vertikale forløb - vejens bakkethed Vejens vertikale forløb er hvordan vejen bevæger sig op og ned, også kaldet vejens bakkethed. Groft set består vejens længdeprofil, som det vertikale forløb også kaldes, dels af lige strækninger med en konstant hældning, og dels af kurver der forbinder de lige strækninger. Der skelnes mellem konvekse og konkave kurver. Vejen bør så vidt muligt følge terrænet, men samtidig være så jævn som mulig. Når vejen anlægges vil den nogen steder ligge under niveau med terrænet, det kaldes afgravning, og hvis vejen ligger højere end terrænet kaldes det påfyldning. Når en vej skal projekteres er der nogle retningslinjer der kan udlægges for hvordan vejens vertikale forløb bør være, både af hensyn til trafikanternes komfort og sikkerhed. Der er to vigtige faktorer der gør sig gældende for vejens vertikale forløb, for det første størrelsen af hældningen på vejens lige stræk, og for det andet størrelsen på de kurver der forbinder de lige stræk. I Appendiks A er der udført beregninger over mindste vertikale kurver, og følgende værdier er fundet i Tabel 5. Kurvetype Konveks kurve (opadbuende) Konkav kurve (nedafbuende) Mindste radius ca meter ca. 390 meter Tabel 5 Minumumradier for vertikale kurver Hældning/stigning Vejens hældning er meget afgørende for hvor sikker og god vejen er at køre på. Der er flere ting der spiller en rolle når det skal fastlægges hvor stejle stigninger der kan accepteres. 33

34 For det første er det vigtigt at tænke på at der er lavere friktionsmodstand på grusveje, end der er på asfaltveje, og endnu lavere friktionsmodstand når der er sne eller is på vejen. Ifølge /14/ bør veje der har en stejlere stigning end 10 % være asfalteret, dog kan almindelige 2- hjulstrukne personbiler generelt godt klare stigninger op til 18 %, og 2-hjulstrukne lastbiler op til %, dog kun uden last. Der kan opstilles en simpel formel for hvor stejle stigninger et køretøj kan klare, fx et 2- hjulstrukket køretøj hvor halvdelen (0,5) af vægten er på de drivende hjul: /13/ Ved en friktionskoefficient på µ = 0,4 fås: 20 % Ved en friktionskoefficient på µ = 0,15, en sneglat vej, og en bil med 4-hjulstræk uden pigdæk, hvor hele vægten er på de drivende hjul (1,0) fås: = 15 % Disse simple beregninger fortæller noget om hvor meget bilen kan klare rent friktionsmæssigt, og afhænger altså kun af friktionen mellem dækket og underlag, og det er forudsat at motoren kan klare belastningen. Da der er stor forskel på friktionskoefficienten, især ved snelæg på vejen kontra snefri grusvej, er der også stor forskel på hvor stor en hældning køretøjerne kan klare, og det skal selvfølgelig med til overvejelserne om vejens maksimale hældning. Det skal dog nævnes at med pigdæk (eller eventuelt snekæder) monteret, kan der opnås noget højere friktionskoefficienter, ved kørsel i sne. Pigdæk bruges desuden over hele Grønland i vinterhalvåret. Det handler dog ikke kun om hvor meget køretøjerne kan klare. Når et køretøj skal overføre mange kræfter til en grusvej, fx ved kørsel op ad en stejl bakke (eller ved bremsning ned af en stejl bakke), vil de trækkende hjul lave en lille smule hjulspin, der vil flytte det løse grus i bunker. Det danner ujævnheder, som vil blive større for hver passage, vejen vil med tiden komme til at ligne et vaskebræt, se Figur 16. Der er desuden det problem, at hvis vejen har for stor hældning vil overfladevandet der skal løbe af vejen, skabe erosion i grusmaterialet og på den måde ødelægge vejbefæstelsense ligeledes Figur

35 Rasmus Nielsen Figur 16 T.h. ses kurrugering af grusvejen, vaskebrædt. T.v. ses vanderosion langs længdefaldet i spor /5/ I Norge er det en generel grænse at hældningen ikke må være større end 8 % /19/. Dog er der i Norge mange veje der er stejlere end dette da det ikke altid er muligt at overholde kravet, men det bør bestræbes, inden for økonomiens rimelige grænser. Ifølge de grønlandske forskrifter for bygdeveje bør længdefaldet ikke være større end 12,5 %, og kun over kortere strækninger må det ikke være større end 17,5 %. /3/ For fåreholdervejene i Sydgrønland anbefales det at stigningen ikke er større end 10 %, hvilket ifølge /13/ ikke er unormalt i kuperet terræn. Det kan dog godt accepteres at hældningen bliver lidt højere på korte strækninger, evt. 12 %, hvis det er nødvendigt. Tværgående render Hvor vejen har et stejlt længdefald, vil det ofte være svært at få overfladevand til at løbe fra ud til siden, selvom vejen er udført med sidehældning. Vandet vil have tendens til at følge vejens længdefald ned af bakken, og det skaber problemer da vandmængderne vil vokse sig større, og skabe erosion i belægningen. For at undgå dette problem, kan det være en løsning at lave åbne render på skrå, ind over vejbanen, således at vand der løber i vejens retning vil, når det når en rende, blive ledt ud til siden til grøften. Renderne etableres således at de er nedsænket i vejbelægningen, og kanten af dem er i niveau med overfladen af vejen. Renderne kan fx udføres af tre rækker små brosten eller lignende der er sat ned i vejen, hvor den mellemste række er sænket i forhold til de andre, og dermed danne en rende. Eller der kan vælges løsninger i metal der minder om halvrør, kabelbakker eller lignende der danner en rende, der dog er udført tilstrækkeligt stærkt til brug i en vej, og der samtidig er mulighed for at fæstne dem, således at de ikke bliver rykket løs. 35

36 Konvekse og konkave kurver Sikkerhed Ligesom ved vejens horisontale forløb hvor det var vigtigt at der var tilstrækkelige oversigtsforhold i svingene, således at man kan nå at standse for en forhindring, er det ligeledes vigtigt at der er tilstrækkelig sigt når man for eksempel kører over en bakketop, en konveks kurve. Se nedenstående figur. Figur 17 Sigtforhold i hhv. lang og kort konveks kurve (teoretisk) /13/ Størrelsen på de konvekse og konkave kurver beskrives med radius i meter ligesom de horisontale sving. Den mindste acceptable størrelse på kurverne er beregnet i appendiks A. Kravene er at sigtelængderne som fundet tidligere, skal overholdes. Ved kørsel i konkave kurver vil der i Sydgrønland ikke være noget der begrænser sigtet, da der ikke køres under broer eller lignende der kan genere udsynet. Ved kørsel i konvekse kurver vil der derimod være en begrænsning når der som nævnt køres over en bakketop. I appendiks A er det beregnet at det er nødvendigt med en mindste radius som fremgår af nedenstående tabel. Tabel 6 Mindste konvekse kurveradier ved forskellige hastigheder Komfort For at kørsel i vertikalkurver ikke skal føles som en tur i rutsjebanen, med dertil hørende kilden i maven når man passer et toppunkt, kan der foretages en beregning af hvor små vertikalkurver der accepteres. For at det ikke skal føles ubehageligt må centrifugalaccelerationen ikke være højere end 0,5 m/s², både for konvekse og konkave kurver. 36

37 Rasmus Nielsen Tabel 7 Mindste vertikalkurveradius ud fra komfortkrav Som det ses af ovenstående tabel er mindste kurveradius ved 50 km/t på 386 meter, hvilket er mindre end mindste konvekse kurveradius for både møde og stopsigtelængder. Mindste kurveradius ved konvekse kurver er derfor bestemt ud fra sigtlængder, hvorimod mindste konkave kurveradius er bestemt ud fra komfortkrav. 37

38 3.2.8 Oversigt over geometriske krav Krav til vejgeometrien ved dimensioneringshastighed på 50 km/t Vejbredde 4,5 meter Sidefald 45 Hældning på skulder 1:2,5 1:3 Min. horisontalkurveradius 2 Min. vertikalkurveradius (konveks) ca. 115 meter (forudsat frit sigt) ca meter Min. vertikalkurveradius (konkav) ca. 390 meter Anbefalet maks. stigning 10 % Tabel 8 Oversigt over geometriske krav 2 Se afsnit om horisontalkurver da kurveradius afhænger af sidehældningen og det frie sigt. 38

39 Rasmus Nielsen 3.3 Vejbefæstelsen Hvis man i stedet for at anlægge en vej, blot kørte på jorden som den var, ville vejen sandsynligvis hurtigt blive mudret og ujævn at køre på, da den eksisterende jord ikke har tilstrækkelig styrke til at bære trafikken. Det helt overordnede formål med en vejbefæstelse er at skabe en god og jævn overflade, og dette kan kun ske ved at der ikke skabes deformationer i underbunden. Vejbefæstelsens formål er derfor at optage kræfterne fra trafikken, og derefter overføre dem til underbunden, uden at den bliver overbelastet, altså uden at spændingerne bliver større end jordens bæreevne. Hvis der sker deformationer i underbunden vil deformationerne sætte sig i vejbefæstelsen, og dermed vejoverfladen, hvilket vil gøre vejen ujævn og dårlig at køre på. Vejbefæstelsen opbygges derfor med udgangspunkt i hvor stærk underbunden er. En vejbefæstelse til en grusvej opbygges normalt op på følgende måde. Der anvendes tre lag, ovenpå underbunden lægges der et bundsikringslag, i midten et bærelag og øverst et slidlag, se Figur 18. Figur 18 Opbygningen af en vejbefæstelse med dansk terminologi /27/ Grunden til at der vælges at bruge flere lag er, at spændingerne i vejen er størst i toppen hvor trafikken belaster, og aftager derefter nedad, hvorfor man kan vælge at benytte materialer af ringere kvalitet nederst, og materialer af bedre kvalitet øverst i vejbefæstelsen, og dermed reducere anlægsudgifterne. Slidlaget Slidlaget er det øverste lag i vejkonstruktionen, det lag som trafikken kører på, den endelige vejoverflade. Da slidlaget er det øverste lag, er det desuden dette lag der bliver udsat for de største belastninger, og der kræves derfor en stor slidstyrke og stabilitet af dette lag. Slidlaget skal her udføres af ubundet grusmateriale, i forhold til asfaltbelægninger hvor der tales om et bundet slidlag. Hovedkravene til slidlaget er at det først og fremmest skal være jævnt og støvfrit. Det er svært at stille mange flere krav til slidlaget, da faktorer som friktion, lysreflektion, rullestøj, mm., ikke er 39

40 mulige at ændre på for grusbelægninger. Slidlagsgruset bør ikke have større kornstørrelser end makimalt mm, af hensyn til overfladens jævnhed. Bærelag Bærelaget er det midterste lag i vejkonstruktionen, hvis primære opgave er at optage belastningerne fra trafikken og fordele dem ned til bundsikringslag og underbund, uden at deres individuelle bæreevner overskrides. Bærelaget i grusveje består af ubundne grusmaterialer. En vigtig egenskab for bærelaget er at det kan komprimeres, og dermed opnå en høj bæreevne, så det kan modstå trafikbelastningen uden at deformere. Bundsikringslaget Bundsikringslaget er det nederste lag i vejbefæstelsen, og det har flere forskellige opgaver. Først og fremmest skal det overføre belastningen fra bærelaget, ned til underbunden. Desuden skal bundsikringslaget sørge for at bærelaget og underbunden ikke opblandes, især under anlægsarbejdet skal laget fungere som arbejdsplatform for udlægningen af bærelaget. Bundsikringslaget skal desuden være drænende og frostsikkert, således at vand fra omgivelserne ikke samles i laget og forsager frosthævninger. Et andet vigtigt formål med bundsikringslaget er at det skal hæve højden på vejbefæstelsen, således at en eventuel frostfølsom underbund ikke fryser så meget, og at bundsikringslaget vil kunne optage eventuelle bevægelser fra underbunden, således at vejbefæstelsen ikke deformeres. Lagopbygningen i praksis Som nævnt er det overvejende af økonomiske grunde, for at spare på de gode materialer, at vejbefæstelsen deles op i tre lag. I princippet kunne hele vejbefæstelsen opbygges af ét lag med kvalitet som til slidlagsgrus, dette er dog ikke så praktisk da den maksimale stenstørrelse vil gøre at meget materiale ført skulle sigtes fra. Hvis det viser sig at grusmaterialet fra Vatnahverfi er af god kvalitet og kan bruges i hele vejbefæstelsen og det findes i store mængder, kunne det derimod vise sig af udførelsesmæssige forhold at være mere praktisk at dele vejbefæstelsen op i kun to lag. Dette kunne gøres ved at kombinere bundsikrings- og bærelaget til ét lag og bibeholde slidlaget af finere materialer. Alternativt hvis der er store forekomster af lidt ringere materiale til brug i bundsikringsmateriale, kunne en løsning være at have et tykt bundsikringslag, og derefter et kombineret bære- og slidlag bestående af gode materialer som svarende til slidlagsgrus. Underbunden Underbunden i Sydgrønland er meget varierende, det der primært findes er fjeld, løsjord og tørv. Hvis vejen etableres på fjeld er underbunden som udgangspunkt meget stærk, der vil dog skulle tilføres en del fyld, og andre steder foretages udsprængning da fjeldet nogle steder er forholdsvist kuperet. Underbund af løsjord kan variere meget, nogen steder kan den være stærk og sikker, 40

41 Rasmus Nielsen løsjorden derimod indeholde meget silt, hvilket hviss materialerne er grusede, andre steder kan løsjorden man bør være meget varsom med at benytte, da det er meget frostfarligt materiale, se beskrivelse beskri om dannelse af islinser i kapitel 4. 4 Det er forskelligt om tørv kan anvendes som underlag, det varierer meget og afhænger af opbygningen. Hvordan vejen skal udføres på de forskellige typer af underlag, vil ikke blive gennemgået nærnæ mere i dette projekt da det er for omfangsrigt, men der henvises til vejledningen Bygdeveje i Grønland Vejledning i udførelse (GTO 1984), som har en rækk rækkee gode løsningsforslag Dimensionering af vejbefæstelsen Afhængig af trafikmængden og typen af trafik der sk skal al køre på vejen skal tykkelsen af de forfo skellige lige lag bestemmes. Som omtalt tidlig tidligere ere afhænger dimensioneringen af vejbefæstelsen som nævnt af forskellige parametre, herunder styrken af underbunden. Belastningen fra et køretøjs hjul udløser en stor spænding, denne spænding kan underbunden underbunden som oftest ikke optage, derfor har man vejbefæstelsen elsen til at fordele trykket ud over et større areal, areal, således at belastningen af underbunden ikke bliver større end dens bæreevne. Der findes overordnet to måder at dimensionere vejbefæstelsen vejbefæstelsen på, ved beregning eller via oopslag i katalog, begge metoder vil blive gennemgået i det følgende afsnit. CBR-metoden Der findes flere forskellige beregningsmetoder beregningsmetoder til dimensionering af vejbefæstelsen, men her h vil der blive fokuseret på CBR CBR-metoden. CBR-metoden metoden er en ofte anvendt metode til beregning af de enkelte lagtykkelser lagt i en vejbefæstelse. Metoden er en empirisk dimensioneringsmetode der er udviklet omkring 2. verdenskrig, CBR står CaliCal fornia Bearing Ratio. CBR-værdier Metoden er baseret på at der for hvert enkelt materiale findes en CBR-værdi CBR ved prøvning i et såkaldt et CBR CBR-apparat, se Figur 19.. Prøvningen foregår på den måde at et stempel med givne dimensi dimensioner, presses ned i en materialeprøve med en bestemt hastighed, således at prøven Figur 19 CBR-apparat /13/ deformeres formeres plastisk. Ud fra hvor dybt stemplet er nedsunket sunket ved en bestemt kraft, beregnes CBR CBR-værdien værdien i % ud fra en standardkraft. 41

42 Med grov tilnærmelse kan relationen mellem jords E-modul og CBR-værdi udtrykkes empirisk, E = 10 CBR( MPa) /13/ Hårdt materiale som fx skærver, vil have en høj CBR-værdi tæt på 100 %, da den plastiske deformation ikke er stor, hvorimod fx blødt ler med højt vandindhold vil have en meget lav CBRværdi, da der ikke skal så stor kraft til at ler deformeres plastisk. Når man undersøger ler og andre jordmaterialer som ofte vil optræde i underbunden i en vejbefæstelse, er vandindholdet meget afgørende for styrken. CBR-forsøg med en lerholdig jordprøve med varierende vandindhold er vist i /13/. Resultatet varierer fra en CBR-værdi på 25 % med et vandindhold på 7-8 %, og falder derefter kraftigt, nærmest lineært, til en CBR-værdi på kun ca. 2 % når vandindholdet er øget til ca. 16 %. Dette viser tydeligt at styrken ikke kun afhænger af jordens art, men i lige så høj grad af jordens tilstand. Der er ikke foretaget CBR-forsøg på jordprøver fra feltarbejdet i dette projekt da dette ikke er prioriteret, men det er der mulighed for i et efterfølgende projekt. Beregningsgangen Når en vejbefæstelse dimensioneres med CBR-metoden, gøres det ud fra den forudsætning at der ikke skal ske brud i underbunden. Styrken på underbunden skal altså kendes (CBR-værdi), og derudfra dimensioneres vejbefæstelsen således at der ikke sker plastisk deformation i underbunden. Ved dimensionering med CBR-metoden er der desuden et holdbarhedskriterium der dimensioneres efter, og det er at der maksimalt må opstå 1 tomme (ca. 25 mm) sporkøring i vejbefæstelsen i løbet af holdbarhedsperioden. Da de aktuelle styrkeværdier på underbunden og vejbygningsmaterialerne fra Sydgrønland ikke er beregnet, er det desværre ikke muligt at dimensionere vejbefæstelsen med denne metode. Der findes heldigvis nogle rigtig gode anbefalede lagopbygninger fra Norge som er beskrevet i nedenstående kapitel. Der er dog lavet et eksempel over beregningsgangen for CBR-metoden i Appendiks C. Katalogopslag Når tykkelserne på de enkelte lag i en vejbefæstelse skal fastlægges, behøver de ikke nødvendigvis beregnes. Der findes nemlig kataloger hvor lagtykkelserne allerede er beregnet, og der kan vælges en standardløsning herfra. I den norske vejbygningshåndbog /12/ er der opsat en række forslag til opbygning af en grusvej, afhængig af underbunden vejen bygges på, dette vil der blive set nærmere på. I Norge er den maksimale anbefalede trafik på grusveje ÅDT < 100, ellers bliver det for dyrt at vedligeholde vejen, og så kan det bedre betale sig at have en asfalteret vej, da vedligeholdelsesomkostningerne er lavere. 42

43 Rasmus Nielsen Tykkelsen på slidlaget bør være på minimum 50 mm, med en maksimal stenstørrelse på 20 mm. Under dette lag bør der være et lag på mindst 150 mm, med gradering mellem 0-32 mm. Det anbefales at lave grusslidlaget på 100 mm, da det er bedre med lidt ekstra tykkelse, blandt andet hvis der ryddes sne om vinteren og der skrabes lidt for dybt, således slidlaget fjernes. Det nederste lag er af varierende tykkelse og afhænger som omtalt af typen og bæreevnen af underbunden, der arbejdes desuden med klassificering af forskellige grupper af underbunde. Der arbejdes samtidig med en klassificering af frostfarlighed af underbunden, betegnet fra T1 til T4, hvor T1 ikke er frostfarlig og T4 er meget frostfarlig. En oversigt over disse grupper og dertilhørende tykkelser af bundsikringslag kan ses i Tabel 9. Underbund Bæreevnegruppe Frostfarlighedskl. Lagtykkelse (min.) Fjeld 1 T1 10 cm Grus (U 15) 2 T1 10 cm Sand (U 15) 3 T2 20 cm Sand (U 15) 4 T2 30 cm Sand, grus moræne 5 T3 40 cm Silt, ler S u > 37,5 kpa 6 T4 50 cm Tabel 9 Tykkelse af bundsikringslag i vejbefæstelsen afhængig af underbunden /12/ Det ses at den anbefalede tykkelse af bundsikringslaget varierer fra 10 cm ved underbund af fjeld, til op til 50 cm ved underbund af silt og ler. Det afhænger dog meget af de individuelle forhold. Hvis vejen placeres ovenpå frostfarlig jord, kan man lave vejbefæstelse så høj at den isolerer således at frosten ikke når ned til underbunden. Det vil dog kræve cirka 2 meter høj vejbefæstelse. /12/ U er uensformighedstallet som vil blive omtalt senere i rapporten, under undersøgelse af grusmaterialerne. S u er den udrænede skærfasthed der beskriver jordens styrke ved en hurtig belastning, så hurtig at porevandet ikke når at dræne ud. Lag Slidlag Bærelag Lagtykkelse min. 10 cm min. 15 cm Bundsikringslag min cm (se Tabel 9) Tabel 10 Lagtykkelser ved trelagsopbygning /12/ 43

44 Lagopbygningen for vejbefæstelsen som er vist i ovenstående tabeller bygger på værdier fra Norge, men de norske forhold minder rigtig meget om forholdene i Sydgrønland, og underbund af enten fjeld, grus, sand eller ler/silt var også den slags underbund der blev mødt under feltarbejdet i Sydgrønland. Derfor må det anbefales at denne lagopbygning også anvendes i Sydgrønland. Man vil kunne opdele den nye vejstræknings underbund i de forskellige ovenstående bæreevnegrupper, hvorefter vejens delstrækninger vil kunne dimensioneres individuelt. 3.4 Støvbindere I tørre perioder vil en grusvejs overflade ofte tørre ud. På grund af den manglende fugt vil materialerne ikke hænge sammen, og de fine materialer i vejen vil derfor blive hvirvlet op af trafikken og danne støv. De løse materialer vil desuden give dårligere friktion. Hvis støvet bliver bundet vil det holde på vejmaterialerne, give mindre vedligehold. Figur 20 T.v. ses en lastbil der trækker en stor støvsky. T.h. ses en vej hvor selve kørebanen er behandlet med støvbinder, men det er skulderen ikke /5/ Der findes forskellige midler til at holde på dette støv, i Sverige bruger man tre forskellige midler: salte, bitumenemulsion og lignosulfonat Salte De oftest benyttede midler i Sverige er salte, de anvendes da de har en hygroskopisk effekt og dermed holder på fugten. De salte der ofte anvendes er kalciumklorid og magnesiumklorid. I Island benyttes desuden natriumklorid. Saltet spredes på vejen og vandingen gør at saltet opløses og binder sig til vejen. Saltet spredes to gange om året, primært efter forårstøbrud når vejen stadig er fugtig, én gang i løbet af året. Der 44

45 Rasmus Nielsen skal ca. bruges 0,5 kg/m², hvilket svarer til ca. 2 kg per meter vej, ved grundbehandlingen om foråret og ca. 0,2-0,5 kg per meter vej ved øvrig behandling. /5/ Som alternativ til disse salte som er omkostningsfulde i indkøb og fragt, kunne et interessant alternativ være at oppumpe havvand og sprede det på vejene, da havvand indeholder natriumklorid der også er hygroskopisk. Desuden vil vejene blive vandet samtidigt og saltet fordeles jævnt, ved spredning af salt i fast form skal vejen oftest vandes samtidig, ved brug af havvand er der kun én arbejdsgang. I Island bruger man havvand der pumpes op i en tankbil og efterfølgende spredes på vejen. Dog bruges der kalciumklorid hvis det skal være mere effektivt, men det er også dyrere. /29/ Salt i fast form kan spredes med en almindelig gødningsspreder og kan monteres på en traktor. Ved vanding af vejene, enten med havvand eller ferskvand, kan der enten benyttes en gyllespreder, en vandvogn eller en vandtank placeret på en åben hjulvogn, altså også udstyr der kan trækkes efter en traktor. Problemet med salte er at de ikke er så gode for miljøet, vegetation kan ikke tåle saltene, dette er specielt et problem med natriumklorid, hvor kalcium- og magnesiumklorid er mere miljøvenlige. Desuden er der det problem med saltene, at de får metal til at ruste, dette er især et kendt problem for bilerne i Danmark Bitumenemulsion Bitumenemulsion består i princippet af bitumen og vand, og kendes også i primitiv form som oliegrus. Oliegrus blev tidligere anvendt i stor udstrækning i Norge og i gamle dage i Danmark på skovvejene, og er spildolie og vand der spredes på vejen for at holde på støvet. /30/ Bitumenemulsion der bruges i Sverige nu til dags er et specialprodukt der spredes på grusvejene for enten at give en hård overflade der ikke kan høvles der minder om asfaltoverflade, eller en blød belægning der kan høvles som almindelige grusveje. /5/ Anvendelsen af rapsolie som støvbindingsmiddel har også været på tale, men er ikke blevet undersøgt nærmere. Oliegrus er en simpel løsning, men den må frarådes da den kan have store miljømæssige konsekvenser for naturen. Desuden er drikkevandet i Sydgrønland overfladevand, og det bruges også til markvanding, hvorfor forureningen i nærheden af beboede steder ikke er at foretrække. Bitumenemulsion kræver for det første en del bitumen, og så kræves der også en del maskinel til udlægningsarbejdet, hvorfor det ikke kan anbefales til brug i Sydgrønland. 45

46 3.4.3 Lignosulfonat Lignosulfonat er et biprodukt fra fremstillingen af papirmasse der også kaldes lignin, som er det bindemiddel, der binder fibrene sammen i træ. I Skandinavien produceres støvbindemidlet Dustex, desuden et lignende produkt, Listab, med nogenlunde tilsvarende egenskaber. Dustex I Dustex findes ligninen fra grantræer og den holder sammen på kornene i vejbefæstelsen som en slags lim. Dustex blev udviklet omkring 1990 som støvbinder og er anvendt mange steder i Norge og Sverige siden da. Man har desuden fundet ud af at produktet Dustex ud over støvbinding også kan bruges til dybdestabilisering af vejbefæstelser, i stedet for at sprede Dustex fræses det cm ned i grusmaterialerne. Man fandt ud af dette ved at veje der gennem flere år var behandlet med Dustex, fik en højere bæreevne, især under forårstøbruddet, hvor bæreevnen normalt er meget nedsat. /31/ Dustex leveres i flydende koncentreret form, og skal blandes med vand i forholdet 1:2 (Dustex:vand), vejen behandles på samme måde som saltene, én grundbehandling i foråret med 1-1,5 kg/m², samt normalt en behandling yderligere i løbet af året med 0,5 kg/m². /32/ Produktet er produceret af træ og er derfor både en fornybar ressource og er 100 % biologisk nedbrydeligt, og har derfor ikke nogle negative miljøpåvirkninger sammenlignet med de øvrige støvbindingsmidler. Produktet virker desuden ikke korroderende på metal eller beton, og er ufarligt for mennesker og dyr, både med hensyn til allergi, drikkevand og hudirritation. /31/ En grusvej der er behandlet med produktet Dustex, kan ved den rette grussammensætning skabe en så fast overflade at en bil der laver hjulspin, ikke kan rykke kornene løs som det ses på Figur 21. Figur 21 Forsøg på at lave hjulspin på grusbelægning behandlet med Dustex (sort aftegning fra dæk) /34/ 46

47 Rasmus Nielsen Ved brug af Dustex vil man altså få en mere fast vej med tiden, men det vil først være efter nogle behandlinger at overfladen bliver rigtig hård. Erfaringer fra Norge viser at man ikke behøver at høvle vejen og tilføre supplerende grus så tit, så det giver en god totaløkonomi i sidste ende, og belægningen holder godt, selv i perioder med meget regn. Efter 2 års behandling med Dustex kan afretning og tilføring af nyt grus ofte undværes i 2-3 år, såfremt vejen hvert år behandles med Dustex. Erfaringerne viser desuden at grusvejens overflade med tiden bliver så stærk at den kan bruges som bærelag hvis vejen skal asfalteres. /31/ Spredningen kan foregå med en stort set almindelig gyllespreder der trækkes af en traktor, hvorfor behovet for indkøb af maskinel er begrænset, se Figur 22. En ulempe ved produktet, er hvis der kommer slaghuller på en vej der er behandlet med Dustex, vil de være mere skarpkantede og mere ubehagelige end ellers, på grund af den hårde overflade produktet skaber. Hvis dette vil undgås skal huller i vejen repareres straks. Produktet er desuden lidt dyrere i indkøb end andre midler, Figur 22 Spredning af Dustex med gyllespreder /33/ og skal desuden helst opbevares i en lukket beholder, så vandindholdet ikke fordamper. /31/ Opsummering Støvbinding kunne være en rigtig god ting for grusveje i Sydgrønland. Den løsning der er billigst og vil kræve et minimum af udstyr er vanding med havvand. Man har allerede vogne og traktorer, der skal blot benyttes en vandbeholder og en pumpe til oppumpning af havvandet. Effekten af havvand som støvbinder er dog ikke helt fastlagt, og det kunne være interessant at undersøge denne metode nærmere, både med hensyn til miljøpåvirkninger og effektivitet. Det er dog helt klart en fordel i forhold til de øvrige produkter, at der hverken skal importeres eller indkøbes ingredienser, da havvandet er gratis og tilstede lokalt. Der skal kun investeres arbejdstiden for en traktor med fører. 47

48 Salt som tørstof vil givetvis være mere effektivt og næsten lige så simpelt som brug af havvand, omkostningerne for import af salt inklusiv indkøbspris og fragt bør dog fastlægges nærmere samt stadig miljøforholdene. Bitumenemulsion frarådes dels på grund af at det er kompliceret at arbejde med, dyrt i import og indkøb. Lignosulfonat som fx Dustex er et interessant alternativ som støvbinder og generel forbedring af grusoverfladen. Det kunne være interessant at investere i fx en brugt gyllespreder og en lille mængde lignosulfonat og prøve at lave nogle forsøg på nogle prøvestrækninger, således at man kan finde ud af om produktet er egnet, og i givet fald få noget erfaring med brugen af det. I /5/ er der lavet kalkulationer over udgifterne til grundbehandling med støvbindingsmidler. Middel Materialepris Pris for grundbehandling Årlige vedligeholdelsesomkostninger Kalciumklorid 1500 kr./ton 2,25 3,75 kr./m vej 3,55 3,95 kr./m vej Magnesiumklorid 1300 kr./ton 1,80 4,50 kr./m vej 3,70 4,20 kr./m vej Lignosulfonat 660 kr./ton 1,10 2,00 kr./m vej (ingen data) Bitumenemulsion 1200 kr./ton 7,00 12,00 kr./m vej 12,00 20,00 kr./m vej Tabel 11 Oversigt over priser på støvbindemidler og vedligehold priser i svenske kroner. /5/ De svenske priser skal tages med forbehold, da man i Sverige har alt nødvendigt vejmateriel, samt kompetencer og erfaring til at udføre arbejdet på effektiv vis. I Grønland skal man først til at opbygge erfaringer på dette område, samt indkøbe og tilpasse materiel til formålet. Desuden vil det givetvis også blive lidt dyrere at få materialerne i Grønland, det vil dog stadig være en lav pris pr. kilometer vej. Og på den anden side er det ikke så høje priser, hvis det kan hæve kvaliteten på vejene, samt spare på det løbende vedligehold. 48

49 Rasmus Nielsen 4 Undersøgelse af grusmaterialer 4.1 Materialeprøverne En del af undersøgelserne ved feltarbejdet i Sydgrønland gik ud på at finde egnede materialer til brug i vejbygning. De steder hvor der blev iagttaget større sand- eller grusforekomster i området, blev der derfor taget en repræsentativ prøve af materialet. Det er alle steder hvor det kan tænkes, at der kan etableres en grusgrav, som vil kunne forsyne en del af vejstrækningen med materialer. Det er alle steder naturlige materialeforekomster der refereres til Prøvesteder Som omtalt tidligere i geologiafsnittet, blev der nævnt at der er store moræne og smeltevandsaflejringer i dalene bagved fjordene i det undersøgte område, og der er faktisk heller ikke iagttaget nogle større grusforekomster andre steder end i de pågældende dalområder. Der vil derfor blive set nærmere på de tre steder hvorfra der er hjemtaget materialeprøver, nemlig: Søndre Igaliku/Qorlortukasik Eqaluit Kangerluarsorujuk. De indsamlede prøver er beskrevet i Specialprojektet om feltarbejdet /1/, og afsnittet om materialerne er indsat i Appendiks C 4.2 Materialeklassifikation I samarbejde med Arne Villumsen er stenmaterialerne blevet studeret nærmere for at klassificere de bjergarter der indgår i prøverne. Som bekendt består prøverne af grusmaterialer, altså en række forskellige fraktioner. Her er der set nærmere på de enkelte større sten som har været repræsentative for hele prøven. Ud fra et ingeniørgeologisk synspunkt er der udført en oversigt over bjergarterne, se Tabel 12. Prøve Hovedbetegnelse Bemærkninger Kantethed QA-004 Granitisk Røde feldspat Kantet QA-005 Granitisk Meget mørkt amfibolitisk, ingen rød Kantet QA-007 Granitisk Amfibolit forvitret grus Kantet QA-009 Granitisk Kvarts, feldspat, forvitrede ler-jern sten Afrundet 49

50 QA-010 Granitisk Forvitret amfibolit, større sorte krystaller, evt. appinitisk Kantet QA-011 Granitisk Kvarts Kantet QA-012 Granitisk Kvarts Kantet QA-013 Alkaligranitisk Feldspat Kantet QA-014 Granitisk Kvarts Kantet QA-015 Granitisk Feldspat, rødlig Kantet QA-016 Granitisk Feldspat, rødlig Kantet Kommuneprøve Gnejsisk Amfibolitisk gnejs, ingen rød Kantet (knust) Tabel 12 Ingeniørgeologisk vurdering af bjergarterne Som det fremgår af oversigten i Tabel 12, er alle bjergarterne fra Vatnahverfi-området granitiske. Dertil kommer et varierende indhold af blandt andet, kvarts, feldspat og amfibolit. Granit i geologisk sammenhæng er fast defineret ud fra Figur 23, afgjort ud fra mængden og typen af de optrædende mineraler. I denne ingeniørgeologiske sammenhæng, er materialerne omtalt som granitisk materiale da de har nogenlunde samme udseende og egenskaber, selvom de i geologisk sammenhæng givetvis vil have et mere præcist navn. Der er dog forsøgt at skelne mellem indholdet af de forskellige mineraler. 50

51 Rasmus Nielsen Figur 23 Klassifikation af plutoniske bjergarter /21/ Figur 23 viser opbygningen af plutoniske bjergarter. I prøverne er der som sagt fundet forskellige dominerende mineraler, primært kvarts, feldspat og amfibolit, de betegnes dog alle som værende granitiske, hvilket betyder at de hører hjemme i venstre halvdel af Figur 23. Overordnet set siger man, at i venstre hjørne af figuren A er farverne primært røde, feldspat mm., hvorimod de er højre hjørne P, er mere grønne eller hvide. I øverste hjørne mod kvarts er farven nærmere transparent, og det er også her de hårdeste materialer er at finde. I forhold til den geologiske beskrivelse af området, hvor grundfjeldet som nævnt bestod primært af granit, samt mindre områder med gnejs og nogle få steder med appinitisk materiale, er det nogenlunde det samme der viser sig ved klassificeringen af prøverne, der overvejende besår af granit. Samtidig er det observeret at materialerne er forholdsvis kantede, hvilket kunne tyde på at de ikke er transporteret så langt. Man må derfor kunne antage at de materialer der er fundet i moræne og smeltevandsaflejringer i Vatnahverfi-området, også oprindeligt stammer fra de omkringliggende områder. 51

52 4.3 Krav til vejmaterialer For at undersøge om de pågældende grusmaterialer kan anvendes til bygning af veje, vil der blive set nærmere på de krav der stilles til vejbygningsmaterialer. Efterfølgende vil materialerne blive undersøgt i laboratorium. I Grønland findes der ikke nogle nyere krav til vejbygningsmaterialer. Der findes dog to publikationer fra Grønlands Tekniske Organisation (GTO), nemlig /3/ Bygdeveje i Grønland, Vejledning i udførelse, fra 1984, og /4/ Veje i Grønlandske byer, anvisning i projektering og udførelse, Metoderne i de to vejledninger er gennemprøvede, og mange veje i grønlandske byer og bygder er bygget efter principperne herfra. Dette projekts vejbygning vil blive relateret til de grønlandske krav ud fra ovenstående vejledninger, men hvor det findes relevant, vil der også blive sammenlignet med danske og nordiske krav og anbefalinger på området. 4.4 Undersøgelser af vejmaterialer For at fastlægge kvaliteten og egnetheden af de naturlige grusforekomster er der valgt at lave følgende undersøgelser på prøverne: 52 Slidtest Micro-Deval test Kornstørrelsesfordeling Vandindhold Organisk indhold Slidtest Micro-Deval test Stenmaterialer i vejbefæstelser bliver udsat for slid hver gang et køretøj passerer, da stenene bevæger sig mod hinanden, såkaldt indre slid. Når stenene slides bliver der dannet fint materiale, og for meget fint materiale vil være dårligt for vejens stabilitet, desuden vil det fine materiale støve en del, og det er ikke hensigtsmæssigt. Hvis stenenes slidstyrke er for dårlige vil vejmaterialet slides væk med tiden. Det er desuden relevant at undersøge slidstyrken på materialerne, da det ikke er muligt kun at vurdere den ud fra geologien, da materialerne har været udsat for forskellige grader af forvitring. Det største slid vil forekomme øverst i vejbefæstelsen, nu længere nede i vejbefæstelsen, nu mindre vil sliddet blive. Micro-Deval test For at undersøge hvor slidstærkt et stenmateriale er, kan der udføres Micro-Deval test, der simulerer det indre slid. Micro-Deval test er i praksis en prøvemetode hvor en mængde prøvemateriale på 500 g, i en hvis fraktion, afmåles og kommes i en metaltromle, sammen med vand og 5 kg små stålkugler (10 mm). Metalcylinderen placeres derefter i en prøvemaskine og bliver derefter roteret i ca. 2 timer. Indersiden af metaltromlen er glat. Efterfølgende opsamles alt prøvemateria-

53 Rasmus Nielsen let, og alt det der er mindre end 1,6 mm sigtes fra. Massen af det tilbageblevne prøvemateriale vejes, og den forskel der er på den oprindelige vægt og den nuværende, betegnes som Micro- Deval koefficienten, og beskriver den procentdel af materialet der er slidt væk. Prøvemetoden er en meget god pendant til hvordan sliddet er i en rigtig vejbefæstelse, og det er nemt at sammenligne forskellige stentyper. Nu lavere MD-koefficient de har, nu mere slidstærke er materialerne. I de grønlandske vejledninger er der ikke nogle specificerede krav til slidstyrken på vejmaterialerne, men nyere svenske normer SS-EN stiller derimod følgende krav /5/: Lag Micro-Deval værdi Grusslidlag 7-30 Bærelag < 30 Bundsikringslag < 30 Tabel 13 Krav til Micro-Deval værdi ifølge svenske normer I Norge sættes der desuden krav til at grusslidlaget skal have en Micro-Deval koefficient på mindre end eller lig med 15, ifølge /16/ Der er ikke nogen forklaring på hvorfor MD-koefficienten i den svenske norm skal være over 7, men det er muligt at man fortrækker at materialet kan slides en smule, således at det eventuelt bedre kan komprimeres. Prøvningen Prøvningen blev foretaget på Vejteknisk Institut i Fløng, under Vejdirektoratet. I forbindelse med prøvning af materialer med Micro-Deval forsøg, findes der en Dansk Standard der beskriver dette, DS/EN , /8/. Undersøgelsen af materialerne er udført i henhold til denne standard, dog har det været nødvendigt at lave nogle ændringer. Normalt skal der afvejes 500 g materiale i en given fraktion, for eksempel mellem 8-11,2 mm, dette har dog ikke været muligt i nogen af prøverne, da de materialeprøvemængder der er hjemtaget fra Sydgrønland simpelthen har været for små. For at finde en løsning, blev alle prøverne derfor sigtet, så der kunne opstilles et skema over hvor mange gram materiale der fandtes i hver fraktion, se bilag 2. Der blev fundet ud af at der kunne samles mindst 500 g materiale i fraktionen 11,2 mm 31,5 mm, i fem af prøverne. Denne fraktion er ikke en standardfraktion, men det er vurderet at den kan anvendes i mangel på bedre, derefter kunne prøvningen i øvrigt udføres som foreskrevet i standarden. Et tidligere projekt omhandlende vejanlæg /7/ (N. Bennedsen) har ligeledes lavet MD-test på nogle materialer fra Sydgrønland. Her er der brugt samme fraktion 11,2 32,5 mm, da materialeprøverne var for små. 53

54 Prøveresultater Prøve Materiale Fraktion Micro-Deval koefficient QA-005 Granitisk (amfibolit) 11,2 mm - 31,5 mm 3 QA-010 Granitisk (evt. appinitisk ) 11,2 mm - 31,5 mm 28 QA-014 Granitisk (kvarts) 11,2 mm - 31,5 mm 5 QA-015 Granitisk (feldspat) 11,2 mm - 31,5 mm 5 QA-016 Granitisk (feldspat) 11,2 mm - 31,5 mm 5 Komm. prøve Gnejsisk 8 mm - 11,2 mm 8 del 1 Komm. prøve Gnejsisk 8 mm - 11,2 mm 8 del 2 DTU-sten Flint, mm. 8 mm - 11,2 mm 6 Tabel 14 Oversigt over testresultater for Micro-Deval koefficient Resultaterne fra prøvningen fremgår af Tabel 14, og som nævnt, så svarer MD-koefficienten til det procentvise vægttab på prøven, altså hvor stor en del der er slidt væk. Detaljerede forsøgsresultater kan findes i bilag 3. Diskussion for Micro-Deval forsøg Testresultaterne fra MD-undersøgelsen ligger for prøverne generelt i den lave ende. For materialerne i Vatnahverfi-området er resultatet fra 3-5, dog med undtagelse af QA-010 der er oppe på 28. For kommuneprøven som er materiale fra grusgraven i Qaqortoq, er værdien lidt højere, nemlig 8. DTU-sten er kun medtaget for at sammenligne med LA test, hvilket omtales senere. Som omtalt tidligere i rapporten er bjergarterne i Vatnahverfi overvejende granitisk, hvilket også er fastslået for de enkelte prøver, og da granit generelt er et meget stærkt/hårdt materiale, er det også forventeligt at disse materialer klarer sig godt i en slidtest, som det ses for QA-005, QA- 014, QA-015 og QA-016, der opnår MD-koefficienter på 3-5. QA-010 opnår væsentligt dårligere resultat end de øvrige prøver fra området, nemlig 28. Under klassifikationen af bjergarterne er det fastslået at denne prøve indeholder forvitret amfibolit, og der ses tydelige store sorte krystaller. Desuden stammer QA-010 fra området sydvest for Søndre Igaliku, og her er der også et område optegnet på det geologiske kort som skulle være appinitisk bjergart, som er intrusioner med forbindelse til plutonisk og granitisk aktivitet. Ifølge /26/ skulle denne stentype være hornblenderig og have store prismeformede krystaller i en finkornet grundmasse, og det er netop iagttaget. Der nævnes desuden i /26/ at den ikke anbefales til noget brug. 54

55 Rasmus Nielsen Det må være på grund af dels forvitringen, og dels sandsynligheden for at materiellet er appinitisk, at MD-koefficienten er helt oppe på 28. Kommuneprøven, prøven fra grusgraven i Qaqortoq, var tilstrækkelig stor til at det var muligt at lave to dele af samme prøve, for at lave en mere præcis undersøgelse. Både del 1 og del 2 opnåde MD-koefficient på 8, hvilket er et også må siges at være et godt resultat. Grunden til at denne prøve ligger lidt højere end prøverne fra Vatnahverfi, kan skyldes to ting. For det første er materialet overvejende gnejsisk, hvilket kan være lidt svagere end granit, og for det andet kommer dette materiale fra nedknust klippe, hvilket betyder at materialet er mere skarpkantet end det naturlige materiale fra Vatnahverfi. Da MD-prøvningen slider materialet, er det naturligt at de skarpe kanter der er svagere, bliver hurtigt slidt af, og materialet dermed får slidt en større del af, end materiale uden skarpe kanter. Der skal dog igen bemærkes at denne prøvning er anderledes end standarden, da der er anvendt en bredere fraktion end det foreskrevne, og det kan derfor diskuteres om de store sten slider mere på de små, end det ellers ville være tilfældet. Da der under forsøget er 500 gram sten og 5 kg stålkugler i tromlen, må man dog gå ud fra at det er stålkuglerne der primært står for sliddet, og derfor har den ændrede fraktion måske knap så stor betydning, men bør dog tages in mente. Det der spiller den største rolle i forbindelse med disse prøveresultater sammenlignet med andre, er sandsynligvis forskellen på om det er naturlige materialer med lidt afrundede kanter, eller om det er nedknuste materialer med skarpe kanter. En større amerikansk undersøgelse fra National Center for Asphalt Technology /28/, har undersøgt en lang række vejbygningsmaterialers MD-koeficienter. Undersøgelsen viser at god granit har MD-koefficienter på 7 i gennemsnit, og den dårligste granit der er testet har MD på 23. Gode kalksten havde til sammenligning en gennemsnitlig MD på 16, hvilket er noget højere end granit. MD-koefficienten må ikke være større end 18, for materialer der skal bruge i asfalt ifølge /28/. Det tidligere omtalte projekt om vejanlæg i Sydgrønland (N. Bennedsen) /7/ der ligeledes har lavet MD-test, har for granit opnået MD-værdier på ca. 3-8, hvilket er gode værdier der svarer fint til dette projekts resultater. Til sammenligning er der for sandsten fået resultater på 28-37, hvilket ikke er så godt. Konklusion for Micro-Deval forsøg Set i forhold til de svenske grænseværdier, overholder alle prøver kravene i forhold til Micro- Deval test, hvor der både for slid-, bære- og bundsikringslag kræves MD < 30, dog kunne det overvejes om QA-010, primært skulle bruges i de nedre dele af vejbefæstelsen hvor påvirkningerne ikke er så store. Det norske krav om at MD for grusslidlaget skal være 15, underbygger desuden dette. 55

56 Det øvrige granitiske materiale må ud fra denne prøvning, og sammenlignet med de andre forskrifter og resultater, siges at være særdeles egnet til brug alle steder i vejbefæstelser, og især i slidlaget hvor den store slidstyrke for alvor vil kunne komme til sin ret Modstandsevne mod knusning Det er normalt at undersøge vejbygningsmaterialers evne mod knusning. Dette gøres blandt andet med en testmetode der kaldes Los Angeles test. Prøvningen er desværre ikke foretaget på materialeprøverne fra Sydgrønland da disse ikke var store nok, men prøvningen omtales kortfattet herunder. LA-test Los Angeles testmetoden minder meget om Micro-Deval testmetoden. Ved udførsel af LA-test afvejes 5000 gram stenmateriale i en given fraktion. Afhængig af fraktionen bruges mellem 7 og 12 stålkugler (ca. 45 mm og 450 gram/stk). Stenmateriale samt stålkugler kommes i en stor tromle med indvendig diameter på ca. 70 cm. I tromlen er der på tværs påsvejst en hylde, der gør at indholdet i tromlen i forbindelse med rotationen, bliver løftet med op fra bunden, en kvart omgang og derefter kastet ned mod bunden af tromlen. Det er der selve knusningen af stenmaterialet foregår. Tromlen skal dreje 500 omgange med godt 30 omdrejning pr. minut /17/. LAkoefficienten udregnes på samme måde som ved Micro-Deval-koefficienten, det er ligeledes materiale mindre end 1,6 mm der betegnes som bortknust. Som nævnt skal der bruges 5 kilo stenmateriale i en given fraktion, så selve prøven skal være en del større, mindst 15 kg ifølge normen /17/. Da der som nævnt ikke er hjemtaget så store prøvemængder fra Sydgrønland, har det desværre ikke været muligt at foretage LA-test på disse materialer. Men for at få indtryk af hvordan testmetoden foregår, er der lavet en prøvning på nogle danske stenmaterialer der bruges som tilslag i beton på DTU, da det var nemt at få fat i disse. Der blev brugt stenmateriale i fraktionen mm, og der blev brugt 11 stålkugler, og prøvningen blev foretaget i henhold til standarden. Resultatet blev en LA-koefficient på 19. Til sammenligning har traditionelt dansk stabilgrus Los Angeles værdier omkring 25. Micro-Deval kontra Los Angeles test Det høres ofte at der sammenlignes mellem, eller byttes om på MD og LA test, men det er to helt forskellige ting. Micro-Deval er en slidtest og Los Angeles er en knusningstest, og de to kan derfor ikke sammenlignes. 56

57 Rasmus Nielsen For at illustrere forskellen er der foretaget MD-forsøg på det samme stenmateriale fra DTU som der er udført LA-test på. Forsøget er udført helt efter normen, og resultatet er en MD-koefficient på 6, hvilket er noget lavere en LA-tallet på 19. Konklusionen er at MD-testmetoden er noget mildere mod stenmaterialet end LA-testen, da den slider materialet hvor LA nærmere slår materialet. Hvilken metode der er bedst egnet til forsøg på vejbygningsmaterialer er svær at sige, men umiddelbart illustrerer MD-testen mest det slid der foregår i vejbefæstelse, men samtidig fortæller LA-testen også noget om materialets styrke Kornstørrelsesfordeling Teori Kornstørrelsesfordelingen fortæller om hvordan en given prøve er sammensat, om den for eksempel er velgraderet eller sorteret. Hvis den er velgraderet betyder det at kornstørrelserne er jævnt fordelt, hvorimod hvis den er velsorteret betyder det at prøven primært består af korn af samme størrelse. Sand fra en sandstrand er oftest velsorteret da kornene har samme størrelse. Krav til stabilitet En prøve med blandede fraktioner, jævnt graderet, er bedst at komprimere, da de små stenstørrelser vil udfylde mellemrummet mellem de større sten, og der vil kunne opnås en stor lejringstæthed. Når der er stor lejringstæthed vil stenene være pakket tættere, og der vil ikke være så mange hulrum, hvilket vil give en større stabilitet. /13/ Stabilitet er meget vigtigt i en vejbefæstelse, derfor er der også opstillet krav til kornstørrelsesfordelingen. Den grønlandske vejledning /3/, stiller krav til graderingen til stabilt grus der bruges som bærelag i vejbygning. I Danmark arbejdes der med to klasser af stabilt grus som anvendes til bærelag og slidlag, nemlig SG I og SG II, samt to klasser af grus til bundsikringslag, nemlig BL I og BL II. For stabilt grus er der dels opsat nogle grænse-kornkurver, samt der er opsat nogle krav til fraktionerne, de grønlandske krav kan ses i bilag 4, de danske krav kan ses i bilag 5 og 6. For bundsikringsmateriale er der opsat følgende krav til kornstørrelsen: BL I Ingen korn over 90 mm Højst 15 % over 63 mm Højst 5 % mindre end 0,063 mm BL II Ingen korn over 90 mm Højst 15 % over 63 mm Højst 9 % mindre end 0,063 mm Tabel 15 Danske krav til bundsikringssand eller grus 57

58 Frostfarlighed Det er vigtigt at undersøge om vejbygningsmaterialerne er frostfarlige, og det kan afgøres groft ud fra kornstørrelsesfordelingen. Der kan grundlæggende opstå to slags skader på en vej på grund frost, nemlig frosthævningsskader og tøbrudskader. Frosthævningsskader opstår når der er meget vand til stede i vejbefæstelsen, når vandet i porene fryser vil det udvide sig, eventuelt kan der dannes islinser, og denne udvidelse sker sjældent helt ensartet, hvilket kan medføre revner i befæstelsen. Tøbrudskader sker når isen i vejbefæstelsen smelter, og dermed hæver vandindholdet til langt over det normale, hvilket medfører at befæstelsen bliver plastisk, mister sin bæreevne og på grund af trykket fra trafikken vil der opstå deformationer og skader i vejbefæstelsen. Vandet smelter desuden først i toppen af befæstelsen, mens der stadig er is i porene længere nede og disse derfor ikke kan dræne vandet fra vejbefæstelsen, hvilket også medfører et øget vandindhold og deraf følgeskader. /13/ Materialernes frostfarlighed afhænger af materialets porestruktur, herunder materialets permabilitet, som er hvor stor gennemtrængeligheden er for vand. Samt materialets kapillaritet, som beskriver hvor godt materialet er til at hæve vandniveauet op igennem porerne. Materiale med mange og store porer har god permabilitet, da vandet let kan passere og dræne igennem materialet se, et sådant materiale kunne være rent grus eller sand. Ler har til gengæld en ringe permabilitet, da der er få og små porer. Begge disse materialer er generelt ikke frostfarlige da sand og grus dræner vandet på grund af de store porer, og ler kan på grund af de små og få porer ikke indeholde nok vand til at give frostfare. Grænsekurverne kan ses i Figur 24, hvor det fremgår hvad der er frostfarligt, frostfølsomt og frostsikkert. Det skal dog bemærkes at et materiale med store porer, har risiko for at blive fyldt op med fint frostfarligt materiale, og derved skabe problemer. Dette er vist under den stiplede linje til højre i Figur

59 Rasmus Nielsen Figur 24 Schaibels grænsekurve for frostfarlighed /22/ Siltholdige jordarter har derimod det problem at si silten lten har en meget høj kapillar stighøjde, hvilhvi ket betyder at materialet kan an hæve vandniveauet i porerne, ofte flere meter, såfremt s siltens porestruktur ikke afbrydes af større porer. De tidligere omtalte islinser,, er horisontale lag af is i jorden der er dannet nnår jorden begynder at fryse. Islinserne dannes ved at vand suges nedefra, fra fx grundvandet eller andre vandfyldte områder, til frysezonen, og der dermed dannes et la lag g af is der kan skubbe til de omkringliggende materialer. Vandet kan kun suges i materialer med høj høj kapillaritet, og derfor har islinser gunstige forhold til at udvikle sig i siltholdige materialer. /13/ Ifølge Casagrande s kriterium er graderede materialer frostsikre frostsikre hvis indholdet af partikler minmi dre end 20 µm er mindre end 3 %. Dette krav er normalt overholdt for naturlige grusmaterialer gr hvis indholdet af materiale mindre end 0,063 mm er mindre end 9 %, da kornkurven falder med aftagende partikelstørrelse. /13/ Prøvning Der er foretaget sigteanalyse på materialeprøverne, for at finde kornstørrelsesfordelingen. kornstørrelses Prøvningen er foretaget med sigter med følgende maskevidder maskevidder i mm: ,5 0,354-0,250-0,180-0,125-0,063. Resultaterne kan ses i bilag 7 til

60 120,00 100,00 80,00 Kumulativ % 60,00 40,00 20,00 0,00 0,01 0, Kornstørrelse i mm QA-004 QA-006 QA-007 QA-009 QA-010 QA-011 QA-012 QA-014 QA-015 GL Øvre grænse GL Nedre grænse Figur 25 Kornkurve for samtlige materialeprøver, samt grønlandske grænsekurver for stabilt grus Kornkurverne for samtlige materialeprøver kan ses i Figur 25. Her er desuden grænseværdierne for stabilgrus ifølge grønlandske anbefalinger optegnet. De øvrige kornkurver kan ses i bilagene. Analyse Prøve Uensformighedstal Sorteringsgrad QA ,1 ringe sorteret (4,5) QA ,1 ringe sorteret (4,3) QA ,8 sorteret (3,4) QA-009 3,9 velsorteret (1,9) QA ,9 sorteret (2,8) QA ,2 sorteret (3,3) QA ,9 sorteret (2,6) QA ,8 velsorteret (1,8) QA ,6 sorteret (2,0) Tabel 16 Uensformighed og sorteringsgrad for prøverne 60

61 Rasmus Nielsen Tabel 16 viser uensformighedstallene og sorteringsgraden for prøverne i forbindelse med sigtningen. De to værdier fortæller noget om hvordan prøven er sammensat. Uensformighedstallet beregnes som forholdet mellem kornstørrelserne (d), ved 60 % og 10 % gennemfald i en kornkurve, dvs. U = d 60 % / d 10 %. Sorteringsgraden beregnes som. Høj værdi betyder dårlig sortering, og lav værdi betyder godt sorteret. Som det ses har QA-009 et meget lavt uensformighedstal og er samtidig velsorteret. Et lavt uensformighedstal betyder at prøven primært består af små fraktioner, og at den samtidig er velsorteret betyder at den består af korn af samme størrelse. Dette materiale er fra en sandslette og passer derfor på beskrivelsen, korn af samme størrelse og små korn. QA-004 er derimod ringe sorteret og har et højt uensformighedstal, og denne prøve består også af meget blandende fraktioner med forskellig kornstørrelse. Stabilt grus For at fastlægge om materialerne kan bruges fra deres naturlige tilstand i en vejbefæstelse, er materialernes kornkurver sammenlignet med grænsekornkurverne for stabilgrus. Som det ses i Figur 25 hvor grænsekornkurverne er optegnet viser det sig at de fleste kornkurver ligger uden for intervallet, det ville også være mærkeligt hvis naturen tilfældigvis havde sorteret stenmaterialerne efter normernes stabilgrus. Men der er altså to af prøverne der falder ind imellem grænsekurverne, nemlig QA-010 og QA-015, og dermed vil kunne klassificeres som stabilgrus ud fra graderingen. Desuden er prøverne QA-014 og QA-004 primært inden for grænsekurverne, dog ikke hele vejen. For at de øvrige prøver kan anvendes som stabilt grus, vil sigtning være nødvendigt for at opnå de rette fraktioner. Bundsikringsmateriale For begge kategorier af bundsikringsmateriale var kravene at der ikke måtte være korn større end 90 mm, og at der højst måtte være 15 % materiale over 63 mm. Da den største sigte der er brugt kun er på 31,5 mm, er det kun muligt at afgøre hvor stor en andel af materialet der er over 31,5 mm, men ikke hvor meget der er over 63 og 90 mm. Hvis dette skulle undersøges ville det desuden kræve en væsentlig større materialeprøve, da en enkelt sten over 63 mm vejer meget i forhold til de hjemtagne prøver på ca. 2 kg. Ifølge /20/ skal prøvestørrelsen være på 40 kg, ved maksimale kornstørrelser over 31,5 mm, der kunne dog godt nøjes med mindre mængde da præcisionskravet ikke er så stort. 61

62 Det sidste krav til bundsikringsmateriale er vedrørende indholdet af fint materiale under 0,063 mm, for BL I må der højst være 5 % og for BL II højst 9 %. Årsagen til at disse krav er fastsat er af hensyn til frostsikkerhed. Prøve Andel over 31,5 mm Andel under 0,063 mm BL I BL II QA % 6,23 % Ikke OK OK QA-005 (selektiv) QA % 9,27 % Ikke OK Ikke OK QA % 8,91 % Ikke OK OK QA % 0,22 % OK OK QA % 1,21 % OK OK QA % 1,95 % OK OK QA % 1,28 % OK OK QA-013 (selektiv) QA % 0,14 % OK OK QA % 7,97 % Ikke OK OK QA % < 2 % (anslået) (OK) (OK) Tabel 17 Materialernes egnethed til bundsikringsmateriale Som det fremgår af Tabel 17, er det vurderet om materialerne er egnede til brug som bundsikringsmateriale i henhold til de danske normer. Det forudsættes at alt materialet først sigtes gennem en grov sigte, eventuelt 90 mm, således at alt materiale større end 90 mm sigtes fra. Alle prøverne på nær QA-006 er egnet til brug som bundsikringsmateriale i kvaliteten BL II. Der var for meget fint materiale i denne prøve. QA-016 er ikke blevet sigtet i fine fraktioner, da denne prøve kun indeholder fraktionen sten i mm, men det er vurderet at der kun er et beskedent indhold af fint materiale, og at der ikke er over 15 % materiale større end 63 mm. I kvaliteten BL I levede de resterende prøver på nær tre, op til kravene. I disse tre prøver var indholdet af filler < 0,063 mm over 5 %. 62

63 Rasmus Nielsen Undersøgelse for frostsikkerhed QA-004 QA-006 QA-007 QA-009 QA-010 QA-011 QA-012 QA-014 QA-015 Figur 26 Samtlige kornkurver i frostfarlighedsdiagram I Figur 26 er kornkurver for samtlige prøver sat ind i frostfarlighedsdiagrammet. Som det ses er samtlige prøver inde i det frostsikre område, QA-007 tangerer dog lige netop grænsen til det frostfølsomme område. Desuden er der to prøver, nemlig QA-014 og QA-015 der er en smule inde i det område, hvor materialet er så åbent graderet at der kan komme fint materiale ind i mellemrummet. Der er dog en usikkerhed ved at de helt fine materialer, mindre end 0,063 mm, ikke er undersøgt, som det også ses på figuren. Det kan være at hvis disse materialer blev undersøgt, at nogle af kurverne ville bevæge sig ind i det frostfølsomme område. Der er dog ikke umiddelbart tegn på at materialerne vil komme ind i de frostfarlige område, ud fra forløbet af de eksisterende kornkurver. Kornkurven for de helt fine materialer kunne være undersøgt ved slemmeanalyse eller lignende, men er ikke blevet prioriteret undersøgt i dette projekt. Som omtalt i ovenstående afsnit om frostfarlighed, anses naturlige grusmaterialer for ikke at være frostfarlige når indholdet af materialer mindre end 0,063 mm er under 9 %. Det konkluderes dermed at der ikke er problemer med indholdet af fine partikler i materialerne i forhold til frostfarlighed, dog på nær QA-006 der ikke er egnet til brug til vejbygning, da indholdet af fine partikler kan vise sig at gøre materialet frostfølsomt. 63

64 4.4.4 Vandindhold Teori Det er interessant at kende det naturlige vandindhold i materialerne af flere årsager. Når en vejbefæstelse skal komprimeres er det vigtigt at grusmaterialer vandindhold er på et givent niveau, da det vil være muligt at komprimere materialet maksimalt ved dette såkaldte optimale vandindhold. Det optimale vandindhold findes ved at lave en række komprimeringsforsøg på den samme grus/jordprøve med forskelligt vandindhold, dette afbildes i en graf, og man kan derefter finde det optimale vandindhold, der hvor materialet var bedst komprimeret. Det der sker rent mekanisk i et grovkornet materiale er at når vandindholdet stiger, vil det reducere friktionen mellem de enkelte korn, og de vil lettere kunne omlejres og dermed pakkes tættere sammen. Omvendt hvis der er for stort vandindhold, mere end det optimale, vil vandet optage så meget plads at partiklerne holdes væk fra hinanden, hvilket vil give en dårligere komprimering. /13/ Det optimale vandindhold er ikke fastlagt på de optagne prøver, men det kunne være interessant at finde ud af hvor meget det betyder for komprimeringsevnen, da det er simpelt at tilføre ekstra vand eller lade materialerne tørre lidt, inden komprimeringen foretages. Dette set i forhold til at der måske vil kunne anvendes mindre avanceret komprimeringsmateriel, ved i stedet for at regulere vandindholdet en smule. Generelt er det sådan, at hvis vandindholdet er for lavt vil materialet være løst og usammenhængende, og der vil ikke kunne opnås tilstrækkelig komprimering. Et optimalt vandindhold er ofte på 7-9 %, det danskproducerede Slotsgrus som er en grustype der ofte bruges til grusbefæstelser, har til sammenligning et optimalt vandindhold på 8,5 %. Angående Slotsgrus nævnes desuden, at ved optimalt vandindhold vil vandet presses op til overfladen og spejle sig før og under komprimeringen, og dermed trække de fine partikler op, der er med til at binde overfladen, og gøre den fast. /24/ Til sammenligning leveres Slotsgrus, som regel med et vandindhold på ca. 5 %, og der anbefales derfor at opvande gruset, for at hæve vandindholdet fra 5 % til 8,5 %. Der er derfor lavet en tabeloversigt over hvor meget vand der skal tilføres for at dette kan ske, se nedenstående tabel. Vandtilførsel til grusmaterialer Komprimeret lagtykkelse 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm 30 cm Tilførsel liter/m² 3,5 7 10, Tilførsel i mm 0,35 0,7 1,05 1,4 2,1 Tabel 18 Oversigt over vandtilførsel for Slotsgrus for at hæve vandindhold fra 5 % til 8 % /24/ 64

65 Rasmus Nielsen Det kan være praktisk udføre udlægningen og komprimeringen i let regnvejr, hvis der alligevel skal tilføres vand. Tilførslen i mm kan bruges til netop at vurdere hvor mange mm regn, materialet har brug for. Prøvning Det naturlige vandindhold i prøverne er undersøgt på laboratorium. En repræsentativ del af prøven er afvejet, og derefter sat i ovn ved 105 grader i 24 timer. Prøven er derefter afvejet igen, og vandindholdet er derefter beregnet. /20/ Tabel 19 Naturligt vandindhold i prøverne Analyse Det naturlige vandindhold ligger på spredte lave værdier, de laveste værdier er på under 1 %, og den højeste er på knapt 13 %. De lave værdier kan hænge sammen med at det var meget tørt i vejret i den periode prøverne blev taget, havde det været regnvejr i nogle dage, hvilket det ikke var, havde værdierne måske ligget højere. Desuden er de prøver der ligger med lavt vandindhold, fx QA-009, nærmest rent sand, nærmest uden nogle partikler i den helt fine skala. Og da det er de fine korn der holder mest på vandet, vil materialet hurtigt tørre ud. Til gengæld har QA-007 med det højeste vandindhold på 12,94 %, en større andel af fine partikler, deriblandt også noget jord, der er med til at holde på fugten. Det naturlige vandindhold i grusmaterialerne, kan ved udlægning sammenholdes med det optimale vandindhold, og derefter kan der foretages en opvanding eller udtørring Organisk indhold Organiske materialer stammer primært fra planterester og i mindre grad fra dyrerester. Planterester bliver med tiden nedbrudt, og bliver til sidst til muld. Denne muld har en stor vandbindingsevne og er i øvrigt meget svampet og har meget dårlige styrkeegenskaber. Det organiske indhold består altså af plante- og dyrerester der er formuldede på forskellige stadier, de fortsatte biologiske processer, kan gøre materialerne ustabile. /9/ 65

66 Det organiske indhold i vejbygningsmaterialer bør være meget lavt da I dansk regler for stabilt grus Alle prøver er undersøgt for organisk indhold, først ved tørring af prøver ved 105 grader, således at alt vand er ude af prøven. Prøven er derefter afvejet, og der er foretaget glødetabsforsøg i muffelovn, i 4 timer ved 550 grader, således at alt organisk indhold er brændt væk. Prøven er slutteligt afvejet, og det organiske indhold er derefter beregnet. /20/ Da temperaturen er under 550 grader bliver kalk ikke brændt af hvorfor der ikke er korrigeret for det her. Tabel 20 Oversigt over glødetab i prøverne 66

67 Rasmus Nielsen 4.5 Opsummering Prøve Placering Slidstyrke Org. indhold Frostfarlig Egnet til SG Egnet til BL QA-004 Eqaluit God OK Nej Ja Ja QA-006 Eqaluit - OK Ja Nej Nej QA-007 Eqaluit - OK Nej Nej Ja QA-009 Sdr. Iga. - OK Nej Nej (Ja) QA-010 Sdr. Iga. Middel OK Nej (Ja) Ja QA-011 Kangerlu. - OK Nej Nej Ja QA-012 Kangerlu. - OK Nej Nej Ja QA-014 Kangerlu. God OK Nej Ja Ja QA-015 Eqaluit God OK Nej Ja Ja QA-016 Eqaluit God OK Nej Nej Ja Tabel 21 Materialernes egnethed til vejbygning I Tabel 21 er der vist en oversigt over materialernes egnethed. Som det ses er alle materialerne egnede som bundsikringslag, på nær QA-006 der er frostfarlig, desuden er QA-009 sat i parentes da materialet består af velsorteret sand med lavt uensformighedstal. Dette materiale kan sandsynligvis ikke komprimeres, hvis det skal bruges til bundsikringslag skal der anvendes fiberdug oven over, da de øvre lag efterfølgende vil kunne komprimeres. Som stabilgrus er det vurderet ud fra sigtekurver og slidtest at QA-004, QA-014 og QA-015 er egnede. QA-010 er vurderet egnet til stabilgrus i parentes, da det har en god kornkurve, men knap så god slidstyrke, kan bruges længere nede i befæstelsen, men ikke som slidlag. 4.6 Mulige grusgrave Ud fra vurderingen af materialerne er det fastslået at der kan etableres grusgrave alle tre steder hvorfra der er taget materialeprøver. Placeringerne er vist på nedenstående kort: 67

68 Grusgrav 1 Grusgrav 2 Grusgrav 3 Figur 27 Oversigt over grusgrave 68

69 Rasmus Nielsen Kortene viser mulige grusgrave i hhv. Sdr. Igaliku, Eqaluit samt Kangerluarsorujuk. På kortene er grusgravenes omtrentlige areal vist. Figur 28 Grusgrave med indtegnede arealer 69

70 Sted Prøve Areal af grusgrav* Anslået gns. lagtykkelse** Vol. af grusgrav Sdr. Igaliku QA m² 0,3 m m³ QA m² 1,5 m m³ Eqaluit QA m² 3,0 m m³ QA m² 1,5 m m³ QA m² 1,5 m m³ Kangerluarsorujuk QA m² 3,0 m m³ QA m² 0,5 m m³ Tabel 22 Oversigt over størrelse på grusgrave. *Opmålt i felten. **Vurderet ud fra blotlagte lokaliteter i grusgrave Størrelsen på forekomsterne er vurderet i felten og opmålt med GPS, og lagtykkelsen er målt ud fra blotlagte områder i grusgraven. Denne relativt grove opmåling af forekomsterne betyder naturligvis at de beregnede mængder kun er foreløbige overslag. Især i områderne ved Sdr. Igaliku varierer lagtykkelsene fra få cm op til meter hvorfor det er svært præcis at vurdere den totale mængde. På trods af en hvis fejlmargen viser opmålingen dog at der er rigelige mængder af materialer at tage af. Størrelsen på forekomsterne sat ind i skema sammen med oversigt over hvilke materialer der kan hentes hvor. Sted Prøve Slidlag Bærelag Bundsikring Anslået størrelse Sdr. Igaliku QA-009 Nej Nej Ja, m. fiberdug m³ QA-010 Nej Ja Ja m³ Eqaluit QA-004 Ja Ja Ja m³ QA Nej Ja m³ QA Ja Ja Ja m³ Kangerluarsorujuk QA Nej Ja m³ QA-014 Ja Ja Ja m³ 70

71 Rasmus Nielsen Som en overslagsberegning kan der beregnes hvor meget grusmateriale der skal bruges til at lave den nye vej der er ca. 20 km lang og ca 5 meter bred: Lag Tykkelse Materialemængder Slidlag 10 cm m³ Bærelag 15 cm m³ Bundsikringslag ca. 40 cm m³ I alt m³ Der skal i alt bruges ca m³ grusmateriale til vejen mellem Qanisartuut og Kangerluarsorujuk, så der er altså rigeligt med materieler til rådighed til denne vejstrækning, og flere andre. 71

72 5 Forbedring af eksisterende grusveje 5.1 Problemer med eksisterende veje Under feltarbejdet blev der både gået og kørt en del i bil, på det eksisterende vejnet mellem Qanisartuut og Søndre Igaliku, og man kan konkludere at vejene opfylder deres funktion, de er farbare og fremkommelige. De kunne dog være væsentlig bedre. Som nævnt køres der kun i firehjulstrækkere, på ATV ere og i traktorer, og det siger allerede noget om kvaliteten. Vejene er rimelig ujævne, og man bliver rystet godt og grundigt igennem allerede ved km/t. De eksisterende veje er kun inspiceret visuelt og afprøvet i praksis, men det virker som om vejene har en god bæreevne. Det virker som om materialerne vejen er lavet, er godt komprimerede, og at der ikke umiddelbart er bæreevneproblemer. Vejmaterialerne Problemet er derimod for det første, at materialerne der ligger øverst, og altså skulle udgøre slidlaget, er meget grove. Det er ikke unormalt at finde sten over 50 mm i øverst i befæstelsen. Og nogle steder findes sten op til mm, og det gør vejen meget hård og ujævn at køre på, og desuden slider det unødvendigt meget på køretøjerne. Grundet de store materialer der ligger øverst, bliver vejen ikke kompakteret af trafikken, de store sten følger i stedet med, og det skaber blandt andet slaghuller og sporkøring i vejen. Flere steder ville en almindelig personbil ikke kunne køre, da den ikke har tilstrækkelig frihøjde til at passere ujævnhederne. Folk klager desuden over, at der kommer meget støv fra vejen, og det er et stort problem for både omgivelserne og for trafikkanterne, men ikke mindst for vejbelægningen. De fine materialer/partikler i vejbelægningen er blandt andet med til at holde sammen på de større materialer og gøre vejen jævn. Så når de fine partikler forsvinder, frigøres de lidt større grusmaterialer, og til sidst er der kun de helt grove materialer tilbage. Når der kun er store grove materialer tilbage mister vejbelægningen sin stabilitet og jævnhed, og det er det der er tilfældet her. Der sker desuden det, at hvis vejen ikke har det rette sidefald vil vandet ikke kunne løbe af. Hvis vand samler sig på kørebanen vil det opbløde materialerne og de vil miste deres bæreevne, og der vil dannes slaghuller. Linjeføringen Vejene i området er desuden karakteriseret ved at være forholdsvis snoede, og nogle steder meget stejle, et sted er vejen så stejl at der ved snelæg ikke bliver kørt på denne strækning. Svingene kan man leve med, da man må tilpasse hastigheden efter dem, men den stejle stigning er et rimeligt kritisk punkt for vejnettet. Det kan give anledning til meget farlige situationer, og der vil i 72

73 Rasmus Nielsen værste fald kunne opstå ulykker de pågældende sted. Grunden til at der ikke bliver kørt på vejen ved snelæg, er at det er svært at bremse på vej nedad. Afvandning Da feltarbejdet forgik om sommeren hvor vejret var meget tørt, og det ikke havde regnet meget længe, blev der ikke iagttaget problemer med vand ved vejkonstruktionerne. Det er dog meget sandsynligt at vejene ikke havde den rette sidehældning, og dermed kunne samles vand på vejen, med dertil ødelæggende følgeskader. Desuden var det begrænset hvor stor udbredelsen af grøfte i området var. 5.2 Forslag til forbedring af eksisterende veje Vejmaterialerne Som tidligere nævnt blev vejene bygget op af naturlige grusforekomster, og som det fremgår af undersøgelserne af de naturlige grusgrave, kan materialerne sagtens være egnede til direkte brug til vejbygning. Det giver sig også til udtryk med hensyn til bæreevnen, der virker tilstrækkelig. Problemet har nok været at vejene har været alt for tørre, og dermed er alle de fine partikler blevet hvirvlet/kørt væk, af trafikken og vinden, samt eroderet bort af vand løbende på kørebanen. For at undgå at de fine partikler forsvinder, bør vejen være fugtig. Da det vil blive alt for omkostningsfuldt at skulle vande vejen hele sommeren, hvor der er problemer med tørke, bør vejenbehandles med støvbindingsmidler, som er beskrevet i tidligere afsnit. For at gøre vejen god og jævn at køre på, anbefales det at der undersøges om vejen har den ønskede bæreevne. Er bæreevnen tilstrækkelig, som det også var indtrykket under feltarbejdet, bør der udlægges et afretningslag på vejen af stabilgrus, men med maksimal kornstørrelse på 32 mm. Der kan eventuelt startes med at udlægges fint materiale som fx sand for at udfylde hullerne mellem de større sten. Afretningslaget skal udlægges og komprimeres således at vejen er jævn, at laget dækker de eksisterende materialer, og samtidig har en sidehældning på ca. 45. Ovenpå dette lag udlægges der ca. 10 cm slidlagsgrus, med maksimal kornstørrelse på 20 mm. Efterfølgende bør der tilføres et støvbindingsmiddel, evt. kunne der laves forsøg med brug af havvand, eller andet middel som beskrevet i afsnittet herom. Så burde vejen være væsentligt forbedret, og meget mere jævn at køre på. Der bør efterfølgende foretages vedligehold. Linjeføringen De skarpeste sving vil kunne rettes op, ved at ændre linjeføringen. Problemet er dog imidlertid at der ikke er så mange vejmaterialer tilgængelige i området, så ændring af linjeføringen vil kræve meget transport af materialer. 73

74 På den kritiske stejle strækning bør linjeføringen lægges om, således at der laves en slags serpentinevej med meget lange stræk med en maksimal hældning på 10 %. Under feltarbejdet blev der desværre ikke set nærmere på stækningen, hvorfor løsningsforslag til nyt tracé ikke vil blive gennemgået her. Afvanding Afvandningen af vejen burde være forbedret hvis der er lavet korrekt sidehældning ved etablering af nyt afretnings og slidlag. Der bør desuden udføres grøfter, hvor vejen ligger i niveau eller lavere end terrænet. Der hvor bevoksningen har fået lov til at gro, og rabatten er blevet højere end vejbefæstelsen, har vandet svært ved at løbe væk fra vejne. Kanten bør derfor skæres/høvles ned, således afvandingen kan forgå bedre. 74

75 Rasmus Nielsen 6 Forslag til vedligeholdelse af grusveje 6.1 Vedligehold af vejen gennem året I det følgende vil der blive opstillet forslag til hvordan grusvejene bør vedligeholdes i løbet af året, med udgangspunkt i hvad man gør i Sverige som beskrevet i /5/. Grundlæggende er der fem discipliner indenfor vejvedligehold: Høvling Støvbinding Grusning Rensning af grøfter Kantskæring Tidligt forår I det tidlige forår hvor der stadig er sne, kan grøftene graves fri for sne for at de kan fungere bedre. Har der været mindre frosthævninger kan vejen evt. rettes forsigtigt af med vejhøvl, for at rette op på skaderne. Dette vil gøre at vejbefæstelsen hurtigere vil tørre op. Forår Efter forårstøbruddet hvor vejen er blevet helt stabil, men stadig fugtig, skal vejen dybdehøvles. Det er vigtigt at der sørges for at det rette sidefald er tilstede. I sammenhæng med høvlingen, skal vejen have årets første behandling med støvbindemiddel. Det er som regel ikke nødvendigt at komprimere vejen efter høvlingen, det sørger trafikken for. Sommer Om sommeren, skal vejen høvles igen, og vejen får eventuelt anden behandling med støvbindemiddel. Er der opstået slaghuller repareres disse med slidlagsgrus blandet med støvbindemiddel. Efterår Om efteråret kan vejen høvles igen hvis det findes nødvendigt, og for at opretholde en god standard. Samtidig repareres eventuelle slaghuller igen med en blanding slidlagsgrus og støvbindemiddel. Er det nødvendigt med nyt grus til grusslidlaget (bør højst være nødvendigt ca. hver 5. år), påføres dette. Det er vigtigt at det påføres i god tid inden sneen kommer, så det kan nå at blive komprimeret så meget at det ikke bliver skrabet af igen under snerydnigen. 75

76 6.2 Maskiner til vedligehold I Sydgrønland har man allerede en del maskinel der kan anvendes til vejbygning og vedligeholdelse, især traktorer, eventuel med frontlæsser, rendegravere, gødninge- og gyllespredere og vogne af forskellig størrelse. Der er dog et par ting der kunne være gode at investere i, i forbindelse med arbejdet med vejen. Vejhøvl En vejhøvl er meget vigtig således at vejen kan rettes af og blive jævn, samt opnå det rigtige sidefald. Det bedste ville være være en rigtig motor-grader, en maskine der bruges til afretning, og er en hel maskine i sig selv, men den er meget kostbar og urealistisk at investere i, medmindre man kan finde et godt brugt eksemplar. Som et alternativ findes der bugserede vejhøvle der er beregnede til grusveje, se Figur 29. Figur 29 Bugseret vejhøvl /35/ Tromle Vejhøvlen som er vist koster i skrivende stund ca kr. i næsten ny udgave. Som det ses kan den monteres direkte bagefter en traktor. Det er vigtigt at der ligesom på ovenstående høvl er hjul bagpå, der kan justeres individuelt, således at der kan høvles med sidefald. Denne model har hydraulisk styrede baghjul, således at man inde fra traktoren kan justere hældningen. En sådan høvl i den stil er nødvendigt for godt vejvedligehold, og det anbefales at der indkøbes sådan en i fællesskab i Vatnahverfiområdet. Det anbefales at vælge en model med hydraulik, da man skal variere hældningen i hvert sving. Sigter og sorteringsanlæg For at frasortere sten i en hvis størrelse på en simpel måde kan der anvendes store sigter som vist på Figur

77 Rasmus Nielsen Figur 30 Store grovsigter, stenbruddet i Qaqortoq Sigterne der er vist fungerer ved at man med en rendegraver, læssemaskine, traktor med frontlæsser eller lignende hælder grusmaterialet op på sigten, og det er mindre end mellemrummet falder igennem, og de større sten sorteres fra. Dette er en relativ simpel måde der ville kunne sigte vejbygningsmaterialerne til fx slidlagsgus der må være op til 20 mm. Man kan have forskellige sigter med forskellige diameter. Alternativet er en skovl til frontlæsseren, hvori der er riller som i ovenstående sigte. Så kan det grove materiale skovles væk, og det fine materiale falder i gennem. Den avancerede løsning kunne være et rigtigt sigteanlæg, eksempel kan ses i Figur 31, men anses for at være for dyr i første omgang. Figur 31 Trommelsigte /36/ Knuseanlæg For kunne nedknuse fjeldmateriale kunne et knuseanlæg anskaffes, men dette vurderes at vær unødvendigt, da der er gode grusmaterialer at finde. 77

78 Sneskraber Hvis vejene skal holdes åbne i vinterhalvåret, er det nødvendigt at sneen bliver ryddet jævnligt. Det kan gøres med traktor hvorpå der er monteret en sneplov eller skovl. Figur 32 Billede af traktor med sneplov og en pick-up med sneplov, begge fra Island /29/ Som et supplemment til den sædvanlige snerydning kan der monteres en lille sneplov på firehjulstrukne biler som det ses på Figur 32 til højre. På den måde kan man fjerne sne mens man kører i sin egen bil. Bilen er dog ikke beregnet til så stor en belastning, så den primære snerydning bør foregå med traktor. 78

79 Rasmus Nielsen Diskussion Som en opfølgning på de forskellige emner der er blevet gennemgået i rapporten og også flere steder allerede er diskuteret, vil der her være en samlet diskussion for hele rapporten. I forbindelse med etablering af nye veje er det vigtigt at man fastlægger kravene til vejens standard. Det kan og skal diskuteres hvilken hastighed man ønsker at køre på vejen da mange faktorer afhænger af dette. Ønsker man en simpel og billig vej, med lav hastighed og mange små sving, eller vil man gøre mere ud af det. Fordelen ved den simple vej er at den er billig i anlæggelse, man behøver ikke tilføre så meget fyldmateriale da man kan følge terrænet. Man kan dog også vælge den lidt mere avancerede udførelse, lave lidt større sving, sørge for at tracéet bliver så ret som muligt, tilføre lidt mere fyld der hvor man ellers ville have lavet et sving uden om, således at tracéet udføres med sigte på en kørehastighed på 50 km/t. Hvis man samtidig udfører vejen i henhold til de anbefalinger der er opstillet i rapporten, korrekt sidehældning, afvanding og grøfte samt korrekt lagopbygning mv., vil jeg mene at man i sidste ende vil få en vej, der er langt mere behagelig at køre på, billigere og lettere at vedligeholde. Alt i alt en vej man vil blive mere glad for i længden. Den vil givetvis tage en smule længere tid at lave, og der skal bruges flere materialer, men eftersom vejen udføres til at kunne holde mange år fremover, og man på sigt slipper for at skulle omlægge tracéet, vil det blot være en investering i fremtiden, vejmaterialerne har man samtidig rigelig af. Det kan diskuteres hvordan selve vejbefæstelsen skal opbygges, om det er i orden at acceptere små frosthævninger i vejen. Som omtalt tidligere er der to ting man kan gøre for at undgå frosthævninger i vejen. Enten kan vejbefæstelsen laves så høj at den isolerer frostfarlig jord mod nedtrængende frost, dette vil kræve en vejbefæstelse på ca. 2 meter tykkelse. Alternativt kan frostfølsomme jordmaterialer undgås ved at lade vejen gå uden om dem eller de kan fjernes og erstattes af frostsikre materialer. Man bør under alle omstændigheder udgå områder med silt, jorden bør udskiftes, hvis laget ikke er så tykt, kan det hele eventuelt fjernes så vejen kan etableres på fast fjeld, da det vil være for omstændigt og omkostningsfuldt at skulle lave så tyk en vejbefæstelse at den isolerer underbunden. Hvis der stadig er lille fare for frosthævninger, bør bundsikringslaget laves lidt tykkere, således at det bedre kan optage bevægelserne fra underbunden. Det skal desuden understreges at overfladen er ubundet, og hvis der opstår små revner i befæstelsen, vil det ikke være noget stort problem, da de vil blive udjævnet når vejen bliver høvlet hvert forår. Det var værre hvis overfladen var af asfalt, og der kom sprækker heri. Der findes en stor mængde vejbygningsmaterialer i Vatnahverfi i form af en række naturlige grusforekomster. Alternativet til at anvende disse materialer er enten at importere dem fra fx 79

80 Qaqortoq, hvor der produceres skærver af nedknust fjeld. I mange grønlandske bygder er det helt normalt at få leveret skærver til brug i beton og til vejmateriale, da man ikke selv har maskinel til knusning af fjeld. Ellers er muligheden at der etableres et knuseværk et sted i Vatnahverfi hvor der kan produceres knust klippemateriale til vejbygning mv. Da de naturlige grusmaterialer er frit tilgængelige, findes i store mængder og er gratis at udnytte virker det som en oplagt mulighed at benytte dem til vejbygning. Rapportens resultater siger at de fleste grusmaterialer kan bruges til vejbygning, og på nogle områder er de endog af rigtig god kvalitet, specielt med hensyn til slidstyrke. Der skal sandsynligvis søges om tilladelse til at udvinde materialerne. Der er desuden mark ovenpå nogle af grusgravsområderne, så det skal afgøres om man kan acceptere at det landbrugsjorden nogle få steder bliver erstattet af grusgrav. Kornkurven for materialerne er derimod lidt mere varierende set i forhold til det optimale. I forhold til komprimerbarhed er flere af grusmaterialerne fint egnede til dette og vil kunne bruges direkte i vejbefæstelsens bærelag. Andre materialer vil være nødvendige at sortere for at de kan opnå en korrekt gradering til stabilt grus, og desuden bør materialer til brug i slidlaget altid sorteres, da maks. stenstørrelse børe være 20 mm. Materialer til brug i bundsikringslag kan bruges, efter de største sten på over 90 mm er sorteret fra. Mængden af materialer i eventuelle grusgrave i området er vurderet ud fra opmåling med GPS, samt visuel bedømmelse af lagtykkelser. For at forbedre de eksisterende veje er der som nævnt flere forskellige tiltag, for det første at jævne vejene ud hvor det er nødvendigt, samt etablering af grøfte hvor det er nødvendigt. Derefter bør den rette sidehældning tilvejebringes, og der skal tilføres fint materiale til overfladen. Brug af støvbindingsmidler bør desuden påbegyndes forsøgsmæssigt. I forbindelse med afsnittet om støvbindingsmidler blev der fremlagt en række fordele og ulemper ved de forskellige produkter, men det kan diskuteres om det overhovedet er nødvendigt med støvbindingsmidler på grusvejene i Sydgrønland. Dette spørgsmål handler om flere ting, og kan ikke besvares entydigt. Ud fra andre landes erfaringer er det et tiltag der højner kvaliteten af vejen, og tilfredsstiller brugerne på grund begrænsede støvgener. Ifølge flere af fåreholderne der blev talt med under feltarbejdet, er det en generel gene at det støver så meget fra vejene. Der er samtidig en række gode følgeeffekter ved brug af støvbindingsmidler, da der bliver holdt mere sammen på gruset, og man derved undgår en række problemer og skader på vejen, samt at vedligeholdelsesbehovet kan minimeres, da vejoverfladen bliver mere fast. Som nævnt er det en hel almindelig ting i vedligeholdelsesproceduren af grusveje i andre nordiske lande, at anvende støvbindingsmidler. I Grønland er det problemet at systemerne/midlerne sandsynligvis slet ikke bliver anvendt nogle steder, og det derfor er et helt nyt område der skal udforskes og implementeres. Al begyndelse er som bekendt svær, men det er nødvendigt at kaste 80

81 Rasmus Nielsen sig ud i det, for at finde ud af om det er noget der kan bruges, og om det er indsatsen og udgifterne værd set i forhold til udbyttet. Det anbefales derfor at der etableres nogle prøvestrækninger, hvor støvbindingsmidler kan afprøves i praksis, da jeg er sikker på at det er det der er brug for. 81

82 Konklusion Ud fra arbejdet og undersøgelsen af forholdene i Vatnahverfi og Sydgrønland i det hele taget, må det konkluderes at det er et område der er meget egnet til vejbygning. Dels på grund af at der ikke er noget permafrost i jorden i modsætning til store dele af Grønland, men også på grund af de store mængder materiale der er til stede i god kvalitet. Desuden er områder hvor der ligger fåreholdersteder relativt jævne, og det er kun en fordel for i vejbygningssammenhæng da det forenkler linjeføringen. Et af formålene med projektet var at finde ud af hvordan nybyggede veje skal udføres. Som svar på dette er linjeføringen med horisontale og vertikale kurver fastlagt, afhængig af hastigheden, samt en masse andre størrelser og værdier for en vej. I rapporten er der lavet tabeller over minumumradier mv. for flere forskellige hastigheder, således at man kan se forskel på hastigheden i forhold til kurveradier mv., samt at det er muligt at vælge en anden hastighed. Rapporten har dog taget udgangspunkt i en vej med 50 km/t. Desuden er der foretaget en dimensionering af selve vejbefæstelsen, og for en vejkonstruktion på tre lag er der fundet værdier for de enkelte lagtykkelser. Lagene er et grusslidlag, et bærelag og et bundsikringslag. Grusslidlaget bør være på 10 cm, og bærelaget bør være på 15 cm. Bundsikringslaget afhænger af hvilken underbund vejen udføres på, men varierer fra 10 cm på underbund af fjeld, og skal være på 50 cm ved underbund af relativ fast ler og silt. Et andet mål med projektet var at finde ud af hvilke materialer vejen skal opbygges af. Der er fundet en række grusforekomster og konklusionen er, at det i første omgang er disse naturlige grusforekomster der skal anvendes. Det har vist sig ved bl.a. slidtest, sigtning, og undersøgelse af organisk indhold, at næsten alle materialerne kan bruges i en vejbefæstelse. Det er efterfølgende vurderet hvor der vil kunne etableres grusgrave og hvilke materialer der kan udvindes fra de enkelte grusgrave. Der vil kunne etableres grusgrave mellem Søndre Igaliku og Qorlortukasik, ved Eqaluit og ved Kangerluarsorujuk. Her er der alle tre steder meget store materialemængder, og de vil rigeligt kunne forsyne den kommende vejstrækning samt flere andre med materiale. Eneste problem er at der er lidt langt imellem de enkelte grave, ca. 13 km mellem Eqaluit og Kangerluarsorujuk, hvilket vil give en del transport i anlægsfasen. Dette problem vil kunne løses ved enten at lede efter andre forekomster i området, eller ved at opstille knuseanlæg midt på strækningen, og der udvinde materialer af nedknust fjeld, sidste løsning vil dog være bekostelig. Der er som bekendt et forholdsvis stort vejnet i området, og det er undersøgt hvorledes dette vil kunne forbedres. Konklusionen er at der er forskellige grader af forbedring. Største tiltag vil være at rette nogle af de skarpe kurver ud, hvilket dog vil være rimelig krævende. Derudover ville det være en god ting hvis der blev lagt et afretningslag og slidlag oven på den eksisterende befæstelse, da den nuværende overflade er meget grov og ujævn. Der skulle samtidig sørges for at 82

83 Rasmus Nielsen vejen har den rette sidehældning, således vandet kan afledes fra vejoverfladen. For at undgå at de fine materialer forsvinder igen, bør man begynde at anvende støvbindingsmidler, enten i form af havvand eller enden salt, eller i form af produkter af lignosulfonat, der umiddelbart virker meget egnede til brug i Sydgrønland. Der bør etableres prøvestrækninger for forsøg med brug af støvbindingsmidler, for at undersøge effekten af disse. Der er desuden opstillet forslag til vedligehold af vejene samt til indkøb af maskinel til vejbygning og vedligeholdesesbrug. Det må på det kraftigste anbefales at der investeres i en bugseret vejhøvl, da det er den eneste måde man frembringe korrekt sidehældning. Det er vigtigt at lave veje rundt i landet da de er med til at udvikle samfundet. I Island fx, der nærmest er identisk med Sydgrønland, startede man også for mange år siden med at bygge simple grusveje, og på nuværende tidspunkt har man et velfungerende vejnet rundt om hele øen, på kryds og tværs, og det skaber mange muligheder. I Qaqortoq by har kommunen valgt at bruge en sum penge hvert år på at udbygge en grusvej bagved byen, så hvert år bliver vejen måske en kilometer længere, til sidst når den ud til nogle fåreholdersteder, og det vil være godt for dem med forbindelse til byen, samt byboerne og turister nemt kan komme ud i fjeldet. Alt i alt bør resultaterne af denne rapport give noget viden om hvordan man kan udforme nye veje samt vedligeholde eksisterende. Med tiden kan man håbe at standarden på vejnettet bliver højnet, og det bliver udbygget, til glæde for de mennsker der bruger vejene til dagligt, og dem der kommer forbi på besøg i området. 83

84 Appendiks A: Geometrisk vejprojektering beregninger Dette appendiks indeholder alle beregningerne i forbindelse med den geometriske vejprojektering. BEREGNINGSPARAMETRE Stopsigt Stopsigt, L S, er den afstand hvortil man frit skal kunne se en forhindring. Stopsigt længden består af reaktionslængden, L R, reaktionstiden, t R gange hastigheden, V d, og bremselængden, L B lagt sammen, /9/. Bremsning ved nedafgående hældning på 9 % L R = VD tr 3,6, hvor t r, reaktionstiden, sættes til 2 sekunder, og V D, vejens designhastighed, sættes til 50 km/t (der divideres med 3,6 for at omregne fra km/t til m/s) L R = 50 km / t 2 s = 28m 3,6 L B = 3,6 2 2 V d 2 g µ + ( s), hvor bremsefriktionskoefficienten µ = 0,25 for grusbelægn., tyngdeaccelerationen g = 9,82 m/s², og vejens længdefald s, antages at være (-) 9 %. L B = 2 50 ( ) 2 3,6 2 9,82 0, 25 0,09 = 61m L S = L + L 28m + 61m L stopsigt = 89 meter R B 84

85 Rasmus Nielsen Oversigt over standselængder ved forskellige hældninger, ved hhv. 30 og 50 km/t. Oversigt over standselængder ved forskellige hastigheder ved 3 % hældning Mødesigt Mødesigtelængden beregnes som 2 gange stopsigtelængden ved 50 km/t og en nedafgående hældning på (-) 3 %. L mødesigt = 2 L 2 72 m L mødesigt = 144 meter S HORISONTALE KURVER Mindste radius bestemt ud fra sigtlængder Mindste radius i svingene bestemt ud fra sigtlængder, kan bestemmes ud fra følgende formel: 2 S R =, hvor S er sigtelængden, og hvor d er størrelsen på det frie sigt i svinget, målt fra kørebanens centerlinje til genstanden der hindrer sigtet. Hvis vejen udføres med kørebanebredde 8 d på 85

86 3,5 m, rabat på 0,5 m og grøft eller trug på 2-3 meter, svarer det til at der mindst vil være ca. 5 meter frit sigt fra vejens centerlinje til en hindring ved siden af vejen. Det betyder at d = 5 meter. Stopsigt R = Mødesigt R = 2 89 m 198m 8 5,0 m = m 8 5,0 m = 518m Det er et krav at kurverne skal have ovenstående radier hvis der kun er 5,0 m frit sigt. Hvis der ønskes at lave skarpere sving, med mindre radius, kan man sørge for at der er åbent i indersiden således afstand til frit sigt bliver større. Kravet til mødesigt bør så vidt muligt overholdes, ved at kurvens radius og det frie udsyn i siden justeres. Nedenstående tabel viser hvor meget frit sigt der er nødvendigt i kurver, for at hastighed og sigtlængder passer til kurveradierne. For eksempel bør en kurve med radius på 175 meter, der dimensioneres til 50 km/t med mødesigt, have et frit sigt i siden på 15 meter. Udregninger er foretaget ved hjælp af omskrivning af ovenstående formel: R = 2 2 S S d = 8 d 8 R 86

87 Rasmus Nielsen Mindste radius ved fuld sidehældning Ifølge /9/ er den maksimale tilladelige sidehældning i sving 70. Hvis der samtidig er frit udsyn i hele svinget, kan den mindst mulige radius i et sving findes til den givne hastighed, ud fra følgende formel. Sidefriktionskoefficienten regnes at være ca. det halve af bremsefriktionskoefficienten. µ = 0,25 hvilket medfører at µ s = 0,125. VØ µ s + i = 127 R 2 V R = Ø ( µ + i) s, hvor µ s er sidefriktionen og i er sidehældningen. R min = , , 07 ( ) R min = 101 meter Nedenstående tabel viser en oversigt over de mindste tilladelige radier for horisontale kurver ved forskellige hastigheder og ved forskellige sidehældninger i kurven. 70 er den sidehældning vejen maksimalt må have ifølge /9/, og 45 er den sidehældning vejen bør have alle steder, for at sikre en tilstrækkelig afvanding af vejen. I svingene skal sidefaldet være ind mod den inderste kørebanekant. Hvis sidefaldet er modsat, fx 45 (sidefald mod yderste kørebanekant), skal kurven cirka have dobbelt så stor radius. Alle værdier er forudsat frit udsyn i hele svinget. VERTIKALE KURVER Sikkerhedskrav Den mindste størrelse på en konveks kurve kan findes ud fra nedenstående formel fra /13/. 2 S R min,konveks = 2 h + ( 1 h2 ) 2, hvor S er sigtelængde, h 1 er øjenhøjden over kørebanen, sat til 1,5 meter og h 2 er øjenhøjden på en modkørende bil ved mødesigt, eller højden på en genstand på vejen, sat til 0,2 m, ved stopsigt. 87

88 For mødesigt: R min,konveks = = 2 2 1,5 + 1,5 ) ( ) 1728 m For stopsigt: 2 72 R min,konveks = = 2 2 1,5 + 0, 2 ) ( ) 927 m Det skal nævnes at hvis der er lille stigningsændring mellem de lige stykker den konvekse kurve forbinder, således at længden af den konvekse kurve er kortere end sigtelængden, passer den ovenstående beregning ikke, men er dog på den sikre side. En yderligere beregning vil ikke blive gennemgået her. /9/ Komfortkrav Den mindste størrelse på de konkave og konvekse kurver bestemt ud fra komfortkravet kan beregnes ud fra følgende formel: 2 2 V 50 R min = 2 = 2 = 3,6 3,6 386 m 88

89 Rasmus Nielsen Appendiks B: CBR-beregning CBR-metoden Beregningsmetoden stammer fra kurset Vejbefæstelser. CBR-metoden er en empirisk dimensionerings metode der er baseret på at undgå brud i underbunden ved middeltrafikbelastning (1940erne). Brudstadiet er defineret ved dybden af sporkøring der fremkommer på vejoverfladen med en grænseværdi på 1 tomme (25 mm). Formlen for vejbefæstelsens tykkelse i Imperial units er: Hvor: P = hjultrykket i pounds p = kontakttrykket i psi CBR = underbundens CBR-testværdi ellers For a > 0 t = a tommer ellers t = 0 I ISO-metriske enheder er formlen: hvor der indsættes i N og MPa, og t udtrykkes i mm. Da metoden er udviklet i 1940 erne, og trafikmængden var stærkt stigende de efterfølgende år, og belastningen på vejen dermed større, viste metoden sig utilstrækkelig, og efterfølgende blev der udviklet justeringsfaktorer, der korrigerer for andre trafikmængder i forhold til udviklingsgrundlaget på 5000 standardaksel passager. 89

90 For trafikmængder forskellig fra 5000 passager korrigeres CBR-metodens beregnede tykkelser med faktoren t d der findes med formlen: og hvor N = antallet af standardaksel passager t N = korrigeret tykkelse Tykkelsen af de enkelte lag findes nu ved at indsætte materialelagenes CBR-værdi, og beregne den nødvendige lagtykkelse for de overliggende lag. Så længe t>0, det vil sige at øverste materialelag overbelastes, lægges et stærkere materialelag (med højere CBR-værdi) ovenpå, og når t lag i < 0 beregnes lagtykkelserne, D, som Beregningseksempel: En vejbefæstelse bygges op med følgende lag med antagne CBR-værdier: Grusslidlag CBR = 80 (meget stærk) Bærelag af stabilgrus med CBR = 80 (meget stærk) Bundsikringslag med CBR = 20 (ikke stærk) Underbund med CBR = 4 (meget svag) Hjultrykket antages at være på 40,000 lb Tykkelse af slidlag oven på bærelaget = 127 mm Tykkelse af slidlag + bærelag ovenpå bundsikringslag = 305 mm Tykkelse af hele vejbefæstelsen ovenpå underbunden = 813 mm Lagtykkelserne bliver derfor følgende: Slidlag = 127 mm Bærelag = 305 mm 127 mm = 175 mm Bundsikringslag = 813 mm 305 mm = 508 mm En meget kraftig vejbefæstelse, men det skyldes en meget svag underbund på kun CBR = 4. 90

91 Rasmus Nielsen Appendiks C: Beskrivelse af materialeprøver Dette afsnit er taget fra /1/ Specialrapporten: Fåreholderveje i Sydgrønland, feltundersøgelser, af T. Kristensen, T. Kruse og R. Nielsen, Beskrivelse af prøver I forbindelse med feltarbejdet blev der taget en række materialeprøver langs den kommende vejstrækning. Materialerne der blev taget prøver af, var naturlige forekomster af sand, grus og sten, der umiddelbart så ud til at være egnet til vejbygning. Der blev kun taget prøver hvis forekomsten var af nogenlunde størrelse, således at der kunne etableres en form for grusgrav der vil kunne levere materialer til en del af vejen. Det er meningen at materialerne senere skal undersøges på laboratorium, for at fastlægge om de er anvendelige til brug til vejbygningsmateriale. Generelt for området kan det siges, at der er steder med store forekomster af stenmaterialer, men der er lang afstand mellem dem. Det er ikke videre hensigtsmæssigt ved vejbygning, da den lange afstand vil kræve meget transport af materialerne. Det havde været mere optimalt hvis der var mange, men små forekomster langs hele vejstrækningen, således der er mindre behov for transport. Nedenfor vil de forskellige prøvetagningssteder blive gennemgået, hvor de ligger geografisk, hvor stor en mængde der mindst ville kunne udvindes, samt fordele og ulemper ved at tage stenmaterialer for denne lokalitet. Qorlortukasik: Prøve QA-009 til QA-010 Prøve QA-009 og 010 er taget i området mellem Søndre Igaliku og Qorlortukasik. Dette er langt væk fra den nye vejstrækning, men prøverne er taget for at fastlægge kvaliteten af stenmaterialerne i dette råde. Desuden er materialerne specielle her, da der er meget velsorteret fint sand, som måske vil kunne blandes med dre vejbygningsmaterialer. Figur 33 Sand ved Qorlortukasik 91

92 Prøve QA-009 I området omkring Qorlortukasik findes som nævnt rigtig meget sand, og mange steder er der flere meter høje klitter. Sandet er sandsynligvis aflejret af vind og smeltevand. Mange steder vil der være mulighed for at udgrave materialer, uden at landskabet skæmmes. Prøven består af fraktionen fint-groft sand, og er velsorteret. Hvor prøven blev taget, Figur 34 Grusgrav ved Qorlortukasik er der store mængder sand til rådighed, og der er flere andre steder hvor der kunne udgraves sand uden specielle ændringer i landskabet. Prøve QA-010 Prøven er taget mellem Qorlortukasik og Søndre Igaliku, i en moræneaflejring. Der er allerede en udgravning på stedet, da det er herfra der hentes materiale til de eksisterende veje, dette er altså det aktuelle vejfyld. Materialet er meget usorteret, og prøven består af mellem sand til sten (op til 60 mm). I morænen fandtes desuden blokke, på op til 500 mm, det er altså meget usorteret materiale. Der er allerede brugt en del materiale, men det skønnes at der stadig vil være stenmateriale til mange års forbrug i denne forekomst. Figur 35 Grusforekomst ved Eqaluit (QA-004) 92

93 Rasmus Nielsen Eqaluit: Prøve QA-004 til QA-007 samt QA-015 til QA-016 Ved bunden af fjorden ved Eqaluit, findes der en stor moræneaflejring. På de steder hvor der var synlig adgang til materialerne, hvor det ville være muligt at fortage udgravning, blev der taget repræsentative prøver. Prøve QA-004 Prøven indeholder fraktionen fint sand til groft grus, og kan umiddelbart betegnes som usorteret. Prøven er taget syd for Eqaluit-elvens udløb i fjorden, og materialet forekommer i store mængder. Materialet er nemt at transportere da der allerede er vej til stedet. Der vil højst være 300 meter til den nye vejstrækning. Problemet med denne forekomst er at jorden på oversiden bliver dyrket, og der på nuværende tidspunkt er græsmark. Skal der udvindes vejbygningsmaterialer herfra må marken helt eller delvist droppes. Prøve QA-005 Prøven består af udvalgte sten fra ca mm, og er taget samme sted som QA-004. Stenenes styrke skal undersøges på laboratorium. Prøve QA-006 Prøven er taget umiddelbart i nærheden af QA- 004, blot på nordsiden af elvens munding, på en skråning ud mod fjorden. Materialet består umiddelbart af ler og silt, med lidt grus iblandet, prøven er velsorteret. Størrelsen af denne forekomst er ikke så stor, men vil evt. kunne blandes med andet materiale. Figur 36 Grusgrav Eqaluit I Prøve QA-007 Prøven er taget ca. 0,5 m under toppen af morænen/smeltevandssletten ved Eqaluit, ca. 100 meter fra kysten. Prøven består af stenmaterialer i fraktionen mellem sand til fint grus. Materialet ligger i en stor slette, og der er ikke marker ovenpå i dette område. Det anslås at der vil være egnede materialer i 2 meters dybde, hvorfor den samlede mængde vejbygningsmateriale vil række til mange kilometers vej. Dette område ligger lige op ad en eksisterende jordvej, der bliver en del af den kommende vejstrækning, hvorfor Figur 37 Grusgrav Eqaluit II 93

94 transportafstanden ikke vil være noget problem. Prøve QA-015 Prøven er taget i en stor moræne ca. 700 meter fra bunden Eqaluit-fjorden. Stedet fungerer allerede som grusgrav, og der etableret en fin stikvej til stedet. Materialet er umiddelbart usorteret, og består af groft sand til groft grus, fra ca. 0,5 40 mm. Der er ikke udgravet så meget materiale herfra. Prøve QA-016 Prøven er taget sammen sted som QA-015, men fra et mindre afgrænset område der består af velsorterede sten. Prøven er ligeledes velsorteret, og består af sten fra mm. Kangerluarsorujuk: Prøve QA-011 til QA-014 I bunden af Kangerluarsorujuk-fjorden er der ligeledes store moræneaflejringer. I området omkring de to fåreholdersteder er dette det eneste sted med stenmaterialer. Prøve QA-011 Prøven er taget ca. 200 m fra bunden af fjorden i en stor slette. Prøven er velsorteret og består af mellem til groft sand, med enkelte mm sten. Der er en stor mængde frit tilgængeligt materiale. Men der er også her etableret mark ovenpå den flade slette, og en udvinding af materialer her, vil medføre at man helt eller delvist må undvære denne mark. Prøve QA-012 Prøven er taget ca. 100 meter nord for QA-011, og er ligeledes taget i en grus-sandslette. Prøven er ligeledes velsorteret, og består af mellem sand til fint grus med enkelte sten fra mm. I denne slette er der i modsætning til den forrige, lettere mulighed for at udvinde materialer, da der ikke er etableret mark lige oven over. Prøve QA-013 Figur 38 Slette med materialeforekomst ved Kangerluarsorujuk 94

95 Rasmus Nielsen Prøven er taget samme sted som QA-012, og består af udvalgte sten fra mm. Prøven er taget så stenes styrke, med hensyn til brug som vejmateriale, kan undersøges på laboratorium. Prøve QA-014 Denne prøve er taget i selve Kangerluarsorujuk-fjorden, under tidevandslinjen, i bunden af fjorden. Det er således sømaterialer. Prøven er velsorteret og består af groft sand, med enkelte løse mm sten. Man skal dog være påpasselig med ikke at grave for meget af stranden væk, således at havet vil få mulighed for at borterodere kystlinjen der her består af jordmaterialer. Der ligger bygninger i nærheden af kystlinjen, så denne må ikke borteroderes. 95

96 96 Litteraturliste

97 Rasmus Nielsen 97

98 98

99 Rasmus Nielsen Bilagsoversigt BILAG 1 KLIMADATA FOR NARSARSUAQ OG QAQORTOQ BILAG 2 SIGTNING FØR MD-TEST BILAG 3 SAMLEDE RESULTATER FOR MD-TEST BILAG 4 GRØNLANDSKE KRAV TIL STABILGRUS BILAG 5 DANSKE KRAV TIL STABILGRUS SG I BILAG 6 DANKSE KRAV TIL STABILGRUS SG II BILAG 7 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 8 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 9 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 10 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 11 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 12 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 13 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 14 SIGTEKURVE FOR QA BILAG 15 SIGTEKURVE FOR QA

100 Bilag 1 Klimadata for Narsarsuaq og Qaqortoq 100