Aarhus Universitets segl

Danmark er ved at løbe tør for råstoffer. Tre studerende peger på mulig løsning

Manglen på råstoffer er en af anlægsbranchens største udfordringer. Nu viser nyt bachelorprojekt, at sandets form kan spille en vigtig rolle i fremtidens veje – og resultaterne vækker stor interesse i branchen.

Danmark har længe været selvforsynende med råstoffer til vejbyggeri, men i dag bliver grove sten- og gruspartikler stadig sværere at skaffe lokalt. Og det er problematisk for branchen.

Sten og grus er ved at være en mangelvare i Danmark. Og det er et problem for anlægsbranchen, der bruger materialerne i stabilgrus – laget under asfalten.

Derfor leder både myndigheder og virksomheder efter nye og bedre måder at udnytte de eksisterende råstoffer på. 

Og måske gemmer svaret sig i sand.

Tre nyuddannede diplomingeniører fra Institut for Byggeri og Bygningsdesign, Nikolaj Dybdal Storm, Rasmus Rask Hansen og Karl Sandvad Sønderskov, har nemlig undersøgt, om sandets form har betydning for stabilgrusets styrke.

”Mange grusgrave består i dag af langt mere sand end af sten og grus. Det betyder, at der ophober sig store mængder sand, som ikke bruges,” siger Nikolaj Dybdal Storm:

”Hvis vi finder en måde at bruge sandet på – fx større andel i stabilgrus - kan vi udnytte vores nationale, råstoffer klogere og dermed være selvforsynende længere.”

Hvis ikke, kan branchen på sigt være nødt til at importere store sten og grus fra udlandet, fordi ressourcerne slipper op - og det koster både økonomisk og klimamæssigt.

Projektet har derfor vakt stor interesse i branchen.

”Ressourceknaphed er en presserende udfordring i dag. Der er mange penge på spil, og derfor er der stor bevågenhed omkring den type projekter,” siger Kristian Rosted Brødbæk, chef for forretningsudvikling i GEO.

Nøglen ligger i sandkornenes kanthed

I dag stiller reglerne for stabilgrus krav til, hvor store mængder grus, sten og sand blandingen skal indeholde. 

Der er også krav til stenenes kanthed – men ikke til sandets. Derfor undersøgte de tre diplomingeniører, om sandkornenes kanthed har betydning for stabilgrusets bæreevne. 

I laboratoriet fremstillede de forskellige stabilgrusblandinger, hvor den eneste væsentlige forskel var sandkornenes kantethed.

”Vores resultater viste blandt andet, at de mest kantede sandkorn gav den højeste bæreevne,” fortæller Karl Sandvad Sønderskov.

Forklaringen er, at de kantede sandkorn låser sig bedre sammen end mere afrundede sandkorn og kan derfor opnå en højere bæreevne.

Projektet peger derfor på, at der gemmer sig et uudnyttet potentiale i sandets form. 

”Der er spændende perspektiver i de resultater, drengene er kommet frem til. Det er vigtig viden og rigtig stærkt arbejde,” siger Kristian Rosted Brødbæk.

Rapporten viser, at sammenhængen ikke er helt lineær, men at sandets kantethed er et væsentligt parameter for bæreevnen af den samlede stabilgrusblanding. 

Resultaterne gør indtryk på Hans Christian Korsgaard, chefrådgiver ved Pavement Experts og ekstern vejleder på projektet.

”Kantede sandkorn ser ud til at forbedre stabilgrusets bæreevne. Det betyder, man kan bruge mere sand uden at forringe kvaliteten. Det er overraskende og rigtig interessant,” siger han.

”Tåbelig” brug af ressourcer i dag 

Udfordringen i dag er også, at man bruger den samme grundopskrift på stabilgrus, uanset om der anlægges en motorvej, en villavej, en cykelsti eller et fortov. 

Og det er tåbeligt, mener de tre nyuddannede ingeniører.

”Det svarer til, at du bygger dit barns legehus af højstyrkebeton. Det er totalt overkill,” siger Rasmus Rask Hansen.

At man bruger samme opskrift overalt, får råstofferne til at slippe hurtigere op, og derfor undrer Kirstine Skov Nielsen sig også over reglerne.

Hun er råstofplanlægger i Region Midtjylland og projektleder for Råstof-initiativet.

”Kravene til stabilgrus blev udarbejdet i 1977, men vi har også bagt brød siden 1977 – og den opskrift er blevet fornyet hundredvis af gange siden. Der er ingen udvikling sket på det her område for stabilgrus, og det giver ikke mening,” siger hun.

Bachelorprojektet ændrer ikke reglerne i morgen. Men Kirstine Skov Nielsen mener, at projektet bidrager med viden, der er nødvendig for at udfordre de nuværende standarder, og det er et skridt mere i den rigtige retning.

”Det kræver dokumentation at skabe forandring. De her unge mennesker er gået i dybden med en problematik, der har været underbelyst længe og har dermed bidraget med ny, vigtig viden,” siger hun.

Råstof-initiativet håber at kunne udfordre den måde, vi anlægger fortove, cykelstier og veje på i dag. Kan vi gøre det smartere og mere bæredygtigt?, spørger hun retorisk.

”Det kan vi. Drengene viser, at råstoffernes kantethed er en vigtig parameter for stabilgruset kvalitet,” siger hun: 

”Hvis de rundkornede materialer også skal udnyttes bedre i fremtiden, skal der ikke nødvendigvis anvendes de samme gode kvaliteter i stabilgruset til fortovet som til motorvejen. Det gør man dog i dag, men det bør vi komme væk fra, som led i en mere bæredygtig anvendelse af de danske råstoffer.”

Hvis klima- og ressourcehensyn fremover prioriteres politisk, kan resultaterne blive en trædesten til at udvikle de nuværende krav til bærelag – og på sigt bidrage til en bedre udnyttelse af Danmarks begrænsede råstoffer.

Bent Grønskov Jensen, lektor på Institut for Byggeri og Bygningsdesign, har været vejleder på projektet. 

 

Hvad er stabilgrus – og hvorfor er det vigtigt?

Stabilgrus består af sten, grus og sand. Det ligger under asfalten og sørger for at holde veje stabile og i stand til at holde til tonstung trafik over mange år. 

En høj bæreevne er afgørende for, at veje ikke går i stykker over tid eller ved høj belastning. 

I dag bruger vi samme ”opskrift” på stabilgrus til både cykelstier og motorveje – men justerer man opskriften efter vejtyper, kan man reservere de knappe ressourcer til f.eks. jernbaner og flyvepladser, hvor belastningen er størst.

Danmark har længe været selvforsynende med råstoffer til vejbyggeri, men i dag bliver grove sten- og gruspartikler stadig sværere at skaffe lokalt. 

Når råstofferne skal transporteres over længere afstande eller importeres, stiger både omkostningerne og CO₂-udledningen. 

Derfor arbejder både myndigheder, virksomheder og branchen på at udnytte de danske råstoffer bedre – så lokale ressourcerne rækker længere. 

Hvad viste laboratorieforsøgene?

De testede tre stabilgrusblandinger, hvor sandets kantethed var den primære forskel. Der blev kontrolleret for andre forhold, som også påvirker bæreevnen – blandt andet kornstyrke, kornkurve, vandindhold, finstofindhold og densitet.

Resultaterne viste, at den mest kantede sandblanding:

  • opnåede den højeste CBR-værdi (bæreevne)
  • havde den største friktionsvinkel
  • men samtidig den laveste maksimale tørdensitet

Det peger på, at kantede sandkorn giver en bedre mekanisk sammenlåsning mellem partiklerne og dermed kan forbedre bæreevnen – muligvis også ved et højere sandindhold.