Malarslitlög - ekki bara drulla

Höfundur: Hafdís Eygló Jónsdóttir

14.3.2022

Hafdís Eygló Jónsdóttir jarðfræðingur á stoðdeild Vegagerðarinnar hélt afar áhugaverðan fyrirlestur um malarslitlög á rannsóknaráðstefnu Vegagerðarinnar sem fram fór í lok október á síðasta ári. Hér fer Hafdís yfir það helsta sem fjallað var um í fyrirlestrinum.

Óbundið slitlag, öðru nafni malarslitlag, er efsta lag malarvega og er æskileg þykkt þess um 5 til 7 sm. Hlutverk malarslitlags er að draga úr niðurbroti malarvega af völdum umferðar og veðurfars.

Malarslitlag verður að hafa lokaða þekju og vera með slétt yfirborð, gott viðnám og slitþol á rétt mótuðum vegi og á að tryggja vegfarendum meiri akstursþægindi og öryggistilfinningu.

Til þess að hafa malarveg í góðu standi þarf vegurinn að vera rétt mótaður (mynd 1). Þrjú grunnatriði skipta höfuðmáli:

1. Vegurinn verður að hafa nægilega krúnu þ.e. rishalla til að vatn geti runnið í burtu af veginum og að vegöxlum. Æskilegur rishalli á malarvegum er 4 - 6%.
2. Vegaxlir sem halla frá vegyfirborði þurfa að vera í plani við veginn og tryggja að vegur afvatni sig.
3. Vegrás til að taka á móti vatninu. Ef ekki vegrás, þá vegflái. Einnig þjónar vegrás því hlutverki að taka á móti vatni sem kemur úr veginum sjálfum.

Mynd 1. Hvítársíðuvegur (523). Rishalli, vegaxlir og vegflái. Hér er ekki vegrás en vatn nær að renna af veginum, að vegfláa. Mynd: Víkingur Guðmundsson 2021.

(Stærri útgáfur af myndum má fá með því að smella á myndalistann til hliðar á síðunni)

Það er ekki nóg að hafa gott malarslitlagsefni. Það þarf einnig að huga að almennu viðhaldi á malarvegum eins og vegheflun en tilgangurinn með heflun er að viðhalda upprunalegri lögun vegarins og tryggja sem best akstursöryggi. Síðan þarf að huga að útlögn malarslitlags, bleytingu, rykbindingu, þjöppun og öðru. Mikilvægt er að nota malarslitlagsefni sem hentar hverju svæði fyrir sig, því veðurfarslegar aðstæður eru misjafnar á Íslandi. Úrkoma, veðurhæð og frost-og þíðu breytingar hafa mikið að segja þegar kemur að endingu malarslitlaga, og auk þess umferðin sem fer um vegina.

Malarslitlag þarf að bleyta og rykbinda. Bleyting og rykbinding er nauðsynleg til þess að viðhalda fínefnum í malarslitlaginu. Rakinn og rykbindiefnið, sem oftast er salt, hjálpar til við að binda fínefnin í slitlaginu þannig að úr verði endingarbetra yfirborð. Í mikilli þurrkatíð er til dæmis afar mikilvægt að viðhalda raka í malarslitlögum því án hans rjúka fínefnin í burtu. Síðan er mjög gott að þjappa malarslitlag með sjálfkeyrandi valta því þannig er hægt að fá hart og þétt yfirborð sem endist.

Malarslitlagsnámur

Námur sem eru notaðar til að búa til malarslitlög eru breytilegar eftir landsvæðum, jarðmyndunum og eru misjafnar að gæðum.

Malarslitlög samanstanda af möl, sandi og fínefnum. Þau eru oftast unnin úr jökulruðningi, skriðuefni og berghlaupum en einnig möl, hraungjalli og sprengdu bergi. Hentugustu jarðmyndanirnar til að búa til malarslitlag, eru jökulruðningur og skriður. Ástæðan er sú að í þeim er að finna allar kornastærðir, þ.e. allt frá fínefnum (leir og silti) og upp í stórgrýti. Skriðuefni úr vel völdum skriðum getur verið mjög gott hráefni til framleiðslu malarslitlags. Auk þess er oft unnt að ná mjög ásættanlegu fínefnahlutfalli þegar unnið er úr hentugri skriðu án sérstakrar íblöndunar. Sömuleiðis getur sprengt berg verið gott hráefni til framleiðslu malarslitlags. Ekki síst ef mögulegt er að blanda sprengisalva úr þokkalegu bergi, saman við salva úr millilögum (kargalögum).

Mjög algengt er að íslenskar malarslitlagsnámur séu snauðar af rakaheldnum fínefnum (leir) sem þarf til þess að malarslitlag nái náttúrulegri bindingu. Oft þarf að sækja svoleiðis fínefni langa leið til að bæta inn í efnisvinnsluna (íblöndun). Fínefni hér á Íslandi eru alla jafna ekki rakaheld (plastísk). Þau eru mikið til silt, og berg-og kristalbrot af kornastærðinni leir, en þau binda illa raka. Svona fínefni ná ekki að binda malarslitlagsefni saman og auk þess eru þau mjög rokgjörn þ.e. þau fjúka auðveldlega úr veginum. Til þess að halda fínefnum í malarslitlögum verður að bleyta efnið og rykbinda.

Vegagerðin er með aðgengi að mörgum námum víða um land. Þær eru misjafnar og stundum er staðsetning námanna ekki hentug. Margar hverjar eru of hreinar t.d. fyrir malarslitlög en samanstanda t.d. af efni sem gefur gott hlutfall brotinna steina, t.d. malarhjallar, áreyrar og árkeilur. Þannig námur er hægt að nota til að búa til malarslitlög en það þarf síðan að aka fínefnaríkum efnum sem innihalda eitthvað af plastískum leir inn í efnið svo að það náist binding í malarslitlagsefnið.

Efnisrannsóknir

Nauðsynlegt er að gera grunnrannsóknir á þeim jarðefnum sem á að búa til malarslitlagsefni úr. Sömuleiðis eru framleiðslurannsóknir úr sjálfri vinnslunni nauðsynlegar, þ.e. þegar kemur að því að fara að mala og harpa efnið og búa til ákveðna kornastærð. En hvers vegna þarf að gera rannsókn bæði úr óhreyfðu jarðefni og jarðefni sem búið er að mala og harpa? Ástæðan er sú að það er mikill munur á hefðbundnum sýnum af óhreyfðu jarðefni beint úr mörkinni eða malarsýni sem búið er að fara í gegnum efnisvinnslu eins og tvo brjóta og eina hörpu. Grunnrannsóknin veitir okkur upplýsingar um hvort jarðefnið sé hæft sem malarslitlagsefni og þá eru gerðar mun fleiri prófanir á efninu. Í framleiðslunni er síðan verið að fylgjast með hvort steinefnið uppfylli kröfur sem til þess eru gerðar. Ef grunnefnið sem á að mala er nokkuð gróft þá er hægt í framleiðsluferlinu að hafa áhrif á lögun kornakúrfu, brothlutfall og kornalögun efnisins.

Æskilegt er að efnisvinnsluverktaki og verkkaupi, t.d. Vegagerðin láti framkvæma þessar rannsóknir. Verkkaupi sér um grunnrannsóknir og verktaki sér um framleiðslurannsóknir úr efnisvinnslunni. Auk þess ber verkkaupa einnig að taka eftirlitssýni úr vinnslunni.

Grunnrannsóknir – rannsóknir á frumstigi

Til að fullvissa sig um hvort ákveðin jarðmyndun/jarðefni henti sem malarslitlagsefni þá þarf að senda sýni á rannsóknastofu og rannsaka nokkra grunneiginleika efnisins eins og kornakúrfu, lífrænt innihald (húmus), fínefni, leirhlutfall, rýrnunarstuðul (LS), berggreiningu, styrkleikapróf, brothlutfall og kornalögun. Styrkleikapróf er einungis framkvæmt ef efnið stenst ekki leiðbeinandi kröfur. Berggreiningar og húmuspróf er einungis framkvæmt ef sjónmat bendir til þess að í efninu séu lífræn efni. Markmiðið með grunnrannsókn er að athuga hvort að jarðefnið sem finnst óhreyft úti í mörkinni henti sem malarslitlagsefni.

Það þarf fyrst og fremst að vera einhver grófleiki í efninu og svo minni efnisstærðir líka, allt niður í silt og leir, svo að hægt sé að mala efnið svo úr verði malarslitlagsefni. 

Nauðsynlegt er að hafa ákveðið magn af fínefnum (silt og leir). Hluti fínefnanna þarf að hafa ákveðna eiginleika til að binda allt steinefnið saman, þ.e. hluti þeirra þarf að vera plastískur leir.

Styrkinn og slitþol er að finna í grófari hluta efnisins, þ.e. mölinni. Ending steinefnakorna er háð styrk kornanna og því þurfa þau að vera sterk. Styrkur korna skiptir máli því þau verða fyrir niðurbroti sökum umferðar, frosts/þíðu og veðurfars sem hefur mjög mikil áhrif á ástand vega.

Ef jarðefnið er malarmikið með grófu efni er nokkuð víst að hægt verði að fá töluvert af brotnu efni úr efnisvinnslunni. Kornalögun skiptir miklu máli en lögunin hefur áhrif á stæðni efnisins og þjöppunareiginleika þess. Ef mikið er af óbrotnum kornum getur myndast skrið í efninu en með auknu broti þá eykst stæðni efnisins. Núin óbrotin korn rúlla út af vegyfirborðinu. 

Framleiðslueftirlit – rannsóknir á framleiðslustigi

Markmiðið með framleiðslueftirliti úr sjálfri efnisvinnslunni er að fylgjast með hvort efnið sem verið er að framleiða standist þær kröfur sem til þess eru gerðar. Þær kröfur byggja meðal annars á kornakúrfu, brothlutfalli, kleyfni og fínefnahlutfalli. Framleiðslueftirlit er auk þess nauðsynlegt fyrir verktakann til að fylgjast með, því vinnslan getur breyst dag frá degi vegna misjafns efnis, bilunar eða slits á tækjum.

Kornadreifing malaða efnisins skiptir miklu máli en hún þarf að mynda „lokaða kúrfu“ þannig að sem minnst holrýmd sé á milli efniskornanna. Efnið þarf að hafa ákveðna blöndu malar, sands og fínefna, þ.e. hlutföllin þurfa að vera innan ákveðinna marka. Gróflega má segja að malarstærðir þurfi að vera hátt í 50% af efninu, sandur um 40% og fínefni, þ.e. korn sem eru minni en 0,063 mm, þarf að vera einhvers staðar á bilinu 8-15% (4-12%).

Á verkstað er æskilegt að eftirfarandi próf séu framkvæmd á malarslitlagsefninu: kornakúrfa, kornalögun og brothlutfall.

Verkkaupi lætur framkvæma sömu próf og auk þess skoða hlutfall leirs.

Fínefni í malarslitlögum

Til að malarslitlag nái að vinna sem malarslitlagsefni þarf bindingu í efnið sem límir saman mölina og sandinn. Til að binding náist verða að vera fínefni til staðar í malarslitlagsefninu. Fínefnin þurfa að líma sig saman á milli grófari efniskorna þannig að efnið haldist stöðugt þegar það er komið út í veg. 

Malarslitlagsefni þarf að hafa ákveðna blöndu malar, sands og fínefna, þ.e. hlutföllin þurfa að vera rétt. Þessu má til dæmis líkja við köku- eða brauðbakstur. Ef uppskriftinni er breytt t.d. uppskrift á jólaköku og rúsínunum er sleppt þá er ekki lengur um jólaköku að ræða. Aukið hveitimagn breytir líka samsetningunni og leiðir t.d. til þess að innihaldsefnin hanga ekki saman.  Það er einnig hægt að líkja malarslitlagi saman við mannslíkama. Beinin væru þá mölin og steinarnir sem gefa styrk og halda líkamanum uppi. Sandurinn væri vöðvar, fita og sinar sem fylla upp í svæðið á milli beinanna. Að lokum má segja að fínefnin væru eins og húðin, eða límið sem heldur öllu saman.

Blandan skiptir því miklu máli. Ef sandhlutfallið er orðið meira, t.d. ef of mikið er af grófum sandi í efninu þá fáum við auðveldlega þvottabretti. Ef fínefnahlutfallið er orðið of mikið þá er hætta á að vegurinn vaðist upp og efnið klessist og límist á bíldekk og á farartæki.

En hvað eru fínefni? Fínefni eru jú ekki bara fínefni, þau skiptast í silt og leir.

Kornastærðin leir

Orðið leir hefur tvær merkingar hjá jarðfræðingum. Annars vegar kallast efni leir ef kornastærð efnisins er minni en 0,002 mm (mynd 2). Hins vegar tölum við líka um leir sem steind, en steind er náttúrulegt kristallað efnasamband, þ.e. efni sem hefur sömu kristalbyggingu og sömu efnasamsetningu.

Mynd 2.  Hlutfallslegur stærðarmunur á sandi, silt og leir.  Gráleitu hringirnir með grænu tölunum sýna 6 mismunandi stærðarflokka sands frá 2 mm og niður í efni > 0,063 mm. Rauði punkturinn stendur fyrir silt < 0,063 - 0,002 mm. Silt er milli leirs og sands að grófleika. Blái punkturinn stendur fyrir leir þ.e. efni sem er minna en 0,002 mm.

Í vegagerð er mjög algengt að talað sé um leir sem allt fínefni sem er minna en 0,063 mm. En það er ekki alveg rétt. Fínefni eru yfirflokkurinn þ.e. fínkornótt efni, eða allt það efni sem er minna en 0,063 mm. Fínefni eru sem sagt samheiti yfir silt og leir sem síðan skiptast niður í nokkrar stærðir. Silt skiptist niður í þrjá stærðarflokka (fínt, miðlungs og gróft) og er á bilinu 0,063-0,002 mm. Leir er síðan allt það efni sem er minna en 0,002 mm. Sumar leirstærðir eru svo örsmáar að venjulegar smásjár greina þær ekki einu sinni. 

Íslensk fínefni af kornastærðinni leir er alla jafna ekki plastísk þar sem þau eru fyrst og fremst berg- og kristalbrot. Þegar litið er til leirsteinda, þá hafa sumar tegundir þann eiginleika að þær geta sogað til sín vatn og geymt það. Það fer síðan alfarið eftir leirtegundinni hversu rakaheldur leirinn er (plastískur). Smektít er ein af þessum leirtegundum sem hefur þennan eiginleika. Þessi steind hefur mikla samloðun og getur sogað til sín vatn í töluverðu magni og bundið síðan inn á milli kristalgrinda sinna. Fínefni eins og silt, og berg- og kristalbrot af kornastærðinni leir hafa ekki þennan eiginleika. Þau eru eins og hveiti þegar það er þurrt og vantar algjörlega þennan plastíska eiginleika. 

En hvar er þennan rakahelda leir að finna? Helst er að fá alvöru plastískan leir í berghlaupum, skriðum og jökulruðningi sem finnast í elstu hlutum landsins, t.d. Vestfjörðum, Austfjörðum og miðnorðurlandi. Í berghlaupum kemur meðal annars leir úr millilögum sem eru í hraunlagastaflanum en einnig eru leirsteindir í berginu sem berghlaupið hefur fallið úr. Plastískan leir er einnig að finna á nokkrum stöðum á láglendi, á svæðum sem einhvern tíma hafa legið undir sjó. Minna er um leir á yngri svæðum landsins og sömuleiðis á miðhálendinu. Þar eru fínefnin mikið til gleraska úr móbergi og silt er yfirgnæfandi.

Fínefnainnihald/leir

Það er nauðsynlegt að meta fínefnainnihald í malarslitlagsefnum og þá sérstaklega leirinnihald (mynd 3).  Þegar rakt er, verður yfirborð leirsins klístrað og hægt er að búa til kúlu eða pylsu sem hangir saman og móta þannig eitthvað skemmtilegt úr leirnum. Eftir að sýnið nær að þorna og kúlan/pylsan heldur laginu má reikna með að nægjanlegur bindingur sé í efninu. Fyrir þá sem vilja ekki óhreinka sig er hægt að nota hanska og hræra vatni saman við malarslitlagsefnið í t.d. plastfötu (mynd 4 og 5). Þetta sama á ekki við um silt þar sem ekki er hægt að móta það til. Önnur fljótleg aðferð til að greina hvort einhver leir sé til staðar í fínefnum er að taka lítið smakk og setja upp í sig. Ef um leir er að ræða þá bráðnar hann upp í munninum en silt er kornótt og klingir á milli tanna og bráðnar ekki.

Í efnisgæðariti Vegagerðarinnar segir að við mat á malarslitlagsefnum sé mjög mikilvægt að átta sig á því að fínefni í malarslitlagsefninu geta verið of mikil eða of lítil. Ef fínefnahlutfallið er mjög lágt dugar ekki að þau fínefni sem eru til staðar séu þjál til að nægur bindingur náist. Efnið veðst að sama skapi upp í bleytu ef fínefnahlutfallið er of hátt.

Mynd 3. Hvernig meta má leir og rakastig í handsýni. Meta þarf fínefnainnihald í malarslitlögum og þá sérstaklega leirinnihald. Hægt er að handfjatla malarsýnið og kreista. Ef sýnið hangir ekki saman er of lítið hlutfall af leir (mynd vinstra megin). Ef sýnið er klessulegt og blautt og skilur eftir kám í lófa er of hátt leirhlutfall (mynd í miðju). Mátulegt telst sýnið vera ef það hangir saman og er ekki klessulegt. Þetta sama próf er einnig hægt að nota til að meta hversu mikið vatn efnið þolir.

Mynd 4 og 5. Malarslitlag prufað með vatni. Á myndinni vinstra megin hefur malarslitlagsefni verið sett í fötu og vatni bætt saman hægt og rólega þar til rétt blanda náðist. Á myndinni hægra megin eru mismunandi malarslitlagsefni víðs vegar af landinu sem voru prufuð með því að hræra vatni saman við. Mynd: Hafdís Eygló Jónsdóttir 2021.

Mynd 6. Veghefilsstjóranámskeið Vegagerðarinnar 2021.  Glaðir og sælir yfirverkstjórar, verkstjórar og vélamenn Vegagerðarinnar á veghefilsstjóranámskeiði í Skorradal í júní 2021. Hér hafa þeir raðað sér upp við sigti og öll þau malarsýni sem Hafdís kom með á námskeiðið. Hér fengu þeir að handfjatla mismunandi malarsýni og prufa að blanda vatni saman við þau. Mynd: Hafdís Eygló Jónsdóttir 2021.

Efniskröfur

Í efnisgæðariti Vegagerðarinnar er að finna efniskröfur fyrir öll lög vegarins. Hér að ofan í kaflanum um Grunnrannsóknir – rannsóknum á frumstigi, er að finna þær kröfur sem eru gerðar til malarslitlaga.

Í töflu 1 er samanburður á hvaða efniskröfur eru gerðar fyrir malarslitlög á Íslandi, Noregi, Svíþjóð og Finnlandi (einnig eru gerðar kröfur um kornadreifingu). Kröfur varðandi fínefni malarslitlaga þ.e. efnis sem er minna en 0,063 mm má samkvæmt efnisgæðariti Vegagerðarinnar vera á bilinu 8-15% fyrir malað set og 4-12% fyrir malaða klöpp. Af heildar fínefnum sem eru minni en 0,063 mm segir efnisgæðaritið að hlutfall leirs þurfi að vera á bilinu 10-30%.

Tafla 1. Samanburður á efniskröfum sem gerðar eru fyrir malarslitlög. Styrkleikaprófin eru tvenns konar; micro deval (M_DE) og Los Angeles (LA). Þessi próf kanna mótstöðu steinefna við niðurbroti. NR þýðir engar kröfur.  Ársdagsumferð (ÁDU) stendur fyrir meðalumferð á dag allt árið.

Ísland og Finnland eru einungis með kröfu um leirhlutfall (minna en 0,002 mm). Himinn og haf er á milli Íslands og Finnlands. Krafan um leirhlutfall á Íslandi er 10-30% og í Finnlandi <3%.  Svíar voru áður með kröfu um leirhlutfall, en ekki lengur. Ef þarf, þá nota þeir svokallað Sand –equlent próf til að mæla magn skaðlegra fínefna (leir).

Finnland er aðeins með tvær kröfur þ.e. magn fínefna og leirinnihald. Finnar gera engar aðrar efniskröfur til malarslitlaga nema ástæða þyki til, þá er meðal annars skoðað magn glimmers, kornalögun, styrkleikapróf (ball mill value)  og Tube Suction próf  (TST) fyrir leirinn.

Ísland er eina landið af þessum fjórum sem gerir kröfur um rýrnunarstuðul (tafla 2). Rýrnunarstuðull segir til um hversu mikið efnið rýrnar þ.e. þegar raki gengur úr efninu. Meðalársúrkoma hangir með rýrnunarstuðli. Noregur var áður með þessa kröfu en samkvæmt nýjustu N200 Vegbygging sem var gefin út í júní 2021 er þessi krafa dottin út.

Tafla 2. Meðalársúrkoma og rýrnunarstuðull. Meðalársúrkoma hangir með rýrnunarstuðli og segir hversu mikið efnið rýrnar þ.e. þegar raki gengur úr efninu.

Efnisvinnsla - malarslitlagsefni búið til

Á síðustu árum hefur skilningur aukist á að vinna malarslitlag með íblöndun efna. Þá er annaðhvort fínefnaríkum efnum blandað saman við malarríkara efni eða þá að möl er blandað inn í efni sem er fínefnaríkt. Með þessu móti hefur tekist að búa til betri og endingarlengri malarslitlög. Kostnaðurinn er hins vegar mun hærri t.d. vegna flutningskostnaðar því oft þarf að sækja íblöndunarefni langar vegalengdir. En gæði ætti alltaf að taka fram yfir kostnað því að gott steinefni skilar sér í góðum og öruggum vegum.

Malarslitlagsefni er nánast alltaf malað og við framleiðsluna eru yfirleitt hafðir tveir brjótar og ein harpa. Það getur verið vandasamt að búa til malarslitlög. Auk þess getur verið mjög erfitt að mala malarslitlög vegna fínefna því þau eru afar viðkvæm fyrir raka og geta auðveldlega komist í ill- eða óvinnanlegt ástand, jafnvel vegna lítilsháttar úrkomu. Malarslitlög er því auðveldast að vinna þegar jörð er þurr og nánast úrkomulaust því að í vætutíð má búast við að vinnslan stöðvist annað slagið þar sem hreinsa þarf fínefni sem festast í hörpum, færiböndum, rennum og brjótum.

Til að búa til hentugt malarslitlagsefni þarf í mörgum tilfellum að blanda viðbótarefnum t.d. fínefnaríku efni eða möl í malarslitlagsefnið til þess að efnið uppfylli kröfur sem til þess eru gerðar.

Ef fínefnaríkt efni til íblöndunar er rakt eða blautt þarf sá sem er að moka efninu í brjótinn með gröfu að leggja mjög mikla vinnu í að blanda efnunum saman áður en blöndunni er síðan mokað inn í forbrjót. Ef ekki er passað upp á að hræra efninu saman, þá er mikil hætta á að fínefnaríka efnið þjappist saman í harðar kökur sem síðan klessast fastar. Stundum ná þær að fleytast eftir netum hörpunnar og inn í seinni brjótinn. Ef það gerist þá stöðvast sá brjótur mjög snögglega og harkalega vegna yfirálags og kerfið slær út.

Dæmi um hentugar aðferðir við íblöndun á efnum í malarslitlagsefni eru m.a.:

1. Íblöndunarefni er hægt að blanda saman í námustáli áður en því er mokað í gegnum efnisvinnsluna (mynd 7).
2. Íblöndunarefni er hægt að blanda saman eftir að malarslitlagsefni hefur verið unnið.
3. Hægt er að sáldra íblöndunarefni saman eftir að það kemur úr eftirbrjót og áður en það fer inn á hörpu (t.d. með gröfu). Kosturinn við þessa aðferð er að fínefnin fara þá aldrei inn í brjótana.
4. Þá mætti setja lag af forbrotnu klappar-/malarefni og keyra síðan þunnu íblöndunarefni yfir og svo koll af kolli. Í lokin er þessu efni mokað í eftirbrjót.

Mynd 7. Malarslitlagsvinnsla í Búðará á Jökuldal.  Íblöndunarefni blandað saman í námustáli. Jökulruðningi blandað saman við stórgrýtta möl og sand. Malarslitlagið var malað með forbrjót (kjaftbrjót) og láréttum kastbrjóti með 2ja hæða hörpu (eftirbrjót). Blandan samanstóð af 37% jökulruðningi og 63% stórgrýttri möl og sandi. Leirhlutfall reyndist vera 11%. Mynd: Kristján Már Magnússon 2021.

Margt ber þó að varast við íblöndun og mikilvægt er að vanda til verks og allir þurfa að vera á tánum. Á ljósmyndum 8 og 9 má sjá malarslitlag sem var lagt út fyrir nokkrum árum. Vegagerðin lét mala möl árinu á undan og fékk svo verktaka til að blanda fínefnunum úr annarri námu saman við efnishauginn árinu á eftir þegar efninu var keyrt út í veg. Möl og fínefnum var ekki blandað saman í námunni eins og ætlast var til. Aðferðin sem var notuð var, að fjórum malarskóflum var mokað upp á vörubílspall og í restina var ein skófla af fínefni sett ofaná malarhlassið og ætlast til þess að efnið blandaðist saman á vörubílnum.

Mynd 8.  Malarslitlagsefni keyrt út.  Malarslitlagsefni sem er samsett úr tveimur mismunandi efnisgerðum, malaðri möl og fínefnum.  Efninu var ekki blandað saman í námu heldur var malarefni sett upp á vörubílspall og fínefnin sett þar ofaná. Efnin blönduðust ekki vel saman eins og sést á myndinni heldur eru fínefnin ofaná mölinni. Mynd: Hafdís Eygló Jónsdóttir 2019.

Mynd 9.  Malarslitlagsefni keyrt út. Sama efni og í mynd 8. Hér sést hversu mikið efnið sporast sökum of mikilla fínefna. Mynd: Hafdís Eygló Jónsdóttir 2019.

Á mynd 10 má sjá kornakúrfur af þessu sama malarslitlagsefni.  Svörtu línurnar sýna þau mörk þar sem malarslitlagssýnin eiga að liggja innan við. Grænu, rauðu og svörtu grönnu línurnar eru kúrfur af mölinni sem var möluð árinu á undan og þær eru að sjálfsögðu ekki innan markalína malarslitlags. Enda um nokkuð hreina möl að ræða.

Bláa línan sýnir svo hvernig malarslitlagsefnið varð, eftir að búið var að blanda mölinni og fínefnunum saman. Kornakúrfan færist öll til (lyftist upp) og lendir innan æskilegra markalína. Eini hluti hennar sem er ekki innan þeirra eru fínefnin. Þau eru yfir hámarki eða 16,5% fínefni.

Mynd 10.  Kornakúrfur.  Græni, appelsínuguli og rauði ferillinn sýna malarefnið áður en fínefnunum var blandað saman.  Blái ferillinn sýnir svo hvernig efnið leit út þegar búið var að blanda efnunum saman. Svörtu brotnu línurnar eru innri markalínur fyrir malarslitlagsefni unnið úr seti (0/16 mm) og gráleitu línurnar eru ytri markalínur (á mynd 11 eru þær línur heilar og svartar). Meðaltal allra mælinga á að vera innan við svörtu brotnu markalínurnar. Einstakar mælingar mega liggja utan við þær en þó má enginn hluti kúrfanna vera utan við gráu línurnar.

Á mynd 11 er sýnt meðaltal fimm kornakúrfa (rauður ferill) frá verktaka úr efnisvinnslu 2021 úr námunni Kambsáreyrum í Ljósavatnsskarði og eftirlitssýni sem var tekið úr haug (blár ferill). Kornakúrfurnar eru innan æskilegra marka. Í þessu tilviki var ákveðið að mala möl úr áreyrum til að ná góðu broti og malarstærðum og blanda inn í óbrotið efnið fínefnaríku berghlaupsefni úr Arnstapanámu sem er rétt austan við Kambsáreyrar. Efninu var blandað saman og síðan mokað inn í vinnsluna.

Mynd 11.  Kornakúrfur úr Kambsáreyrum Ljósavatnsskarði.  Rauði ferillinn sýnir meðaltal fimm sýna úr vinnslu verktaka. Blái ferillinn er sýni úr haug. Svörtu brotnu línurnar eru innri markalínur fyrir malarslitlagsefni unnið úr seti (0/16 mm) og svörtu heilu línurnar eru ytri markalínur. Sjá mynd 10 fyrir frekari útskýringar.

Malarslitlagshaugurinn sem var malaður var um 5.300 m³ og af því voru 1.700 m³ sem komu úr Arnstapanámu eða 32%. Fínefni í malarslitlaginu voru á bilinu 10,5- 17,6 % og meðaltal 5 mælinga gaf 13,8% fínefni. Eftirlitssýnið sýndi 10,8% fínefni og af því var leirhlutfallið 5,6% (mynd 12). Kornalögun (kleyfni) efnisins var mjög góð (9,5) og sömuleiðis brothlutfallið (84/4).

Mynd 12.  Samansett 0/16 kornakúrfa með silt og leir. Til að finna út magn leirs er leirhlutfallið (0,002 mm) reiknað sem hlutfall af magni fínefna (0,063 mm). Dæmið lítur þá svona út: 0,002 mm /0,063 mm = 0,6%/10,8% x 100 = 5,6% leir.

Að lokum

Á síðustu árum hefur áhersla verið lögð á að viðhalda bundnum slitlögum og þá hafa malarvegir orðið útundan. Oftast hefur það verið vegna peningaleysis. Malarvegir verða alltaf til á Íslandi. Stofnvegir eru til dæmis hluti af grunnkerfi samgangna Íslands eins og það er skilgreint í samgönguáætlun hverju sinni en stofnvegir tengja saman byggðir landsins. Hluti þessara vega eru enn með malarslitlagi, en hægt og bítandi er malarslitlag á stofnvegum að víkja fyrir bundnu slitlagi.  

Í ársbyrjun 2022 var um 55% af vegakerfi Íslands malarvegir eða 7.135 km. Um 94% umferðar sem fer um vegi landsins er á bundnu slitlagi þ.e. klæðingu og malbiki, en einungis 6% á malarvegum. Þrátt fyrir að einungis 6% af heildarumferð sé á malarvegum þá gegna allir vegir mikilvægu hlutverki í samgöngum hvort sem þeir eru mikið eða lítið eknir. Því ber ávallt að hafa fagmennsku að leiðarljósi og vanda til verka.

Í lokin er gott að minnast á að það er fleira en kornakúrfa, fínefnainnihald, brothlutfall og kornalögun sem ræður gæðum malarslitlaga og hefur áhrif á þau. Eins og til dæmis undirbygging vegarins, almennt viðhald eins og vegheflun, útlögn malarslitlags, bleyting, rykbinding og þjöppun. Auk þess hafa veðurfarslegar aðstæður og umferð mikið að segja. Malarvegum, eins og öllum vegum, þarf að viðhalda því með notkun og tíma brotna þeir niður.

Þessi grein birtist í 2. tbl. Framkvæmdafrétta 2022 sem er á leið til lesenda.  Rafræna útgáfu má finna hér.    Áskrift að Framkvæmdafréttum er án endurgjalds og hægt er að skrá sig fyrir áskrift með því að senda póst á sogi@vegagerdin.is.