Nya vägräcken bättre mot korrosion

Swerea KIMAB och Trafikverket har samarbetat under många år. I senaste projektet har korrosionsfrågor på en ny typ av vägräcken kartlagts. Bakgrunden till arbetet sträcker sig 15 år tillbaka, då många räcken rostade sönder – snabbt och oväntat.

Ibland händer det som inte får hända i trafiken. En bilist kanske tappar kontrollen över sitt fordon och kör rakt in i vägens sidoräcke. Då är det naturligtvis viktigt att vägens skyddsräcke är av hög kvalitet, både när det gäller krockegenskaper och korrosionsbeständighet. Dessutom ska det även vara ekonomiskt hållbart och estetiskt tilltalande. När det gäller just kombinationen korrosion och vägräcken är Bror Sederholm, forskningsledare på Swerea KIMAB, en av experterna. Under många år har han hjälpt Trafikverket (tidigare Vägverket) med utveckling inom området. Det senaste projektet avslutades nyligen och en forskningsrapport är publicerad. Bakgrunden till projektet är en historia som tar sin början för många år sedan.

– I mitten av 90-talet uppmärksammade man problem med nybyggda vägräcken. Vägbroarna hade varit i trafik något halvår då man upptäckte att de varmförzinkade räckesståndarnas nedre delar hade fått kraftiga korrosionsangrepp. Det gjordes flera utredningar och man undrade vad som egentligen hade hänt, berättar Bror Sederholm.

Problemet var lite förvirrande. Stolparnas material, varmförzinkat stål, var detsamma som tidigare använts. Och även miljön var densamma. Så hur kunde det rosta så snabbt? Ett enträget detektivarbete och ett gott samarbete mellan Trafikverket och Swerea KIMAB ledde tillslut fram till en förklaring. Bror Sederholm berättar hur de varmförzinkade stolparna tidigare monterades i förborrade hål i kantbalken av betong. Det hade förvisso också gjorts förr men nu hade Trafikverket även tillåtits att göra kantbalken lägre, vilket innebar att stolparnas nedre delar hamnade närmare brobanan än tidigare. Närmare brobanan betyder tillgång till mer smuts och salt. Och dessutom, i betongen finns armering.

– När man gjuter in stål i betong blir stålet oerhört ädelt. Sedan har vi vår varmförzinkade stolpe, och zink är väldigt oädelt. Man lyckades borra ner till armeringen så att stolpen och armeringen fick direktkontakt. Detta ger en galvanisk korrosionscell och det går då väldigt fort för zinken att brytas ned och försvinna, berättar Bror och visar en figur över den galvaniska cellen i betongen.

För att få en galvanisk cell behövs två material med olika ädelhet, elektrokemisk potential, samt en elektrolyt. Vägräckenas fiende är fukt, smuts och vägsalt vilket tillsammans med de två materialens olika ädelhet är en oönskad kombination. De lägre kantbalkarna bidrog eftersom salt- och smutsblandningen kunde ligga kvar mycket längre jämfört med de högre kantbalkarna, dit den hade svårare att nå.

– Vi skrev sedan en rapport om det här, hur den här kontakten orsakar korrosion, och Trafikverket införde krav på att det inte får vara någon elektrisk kontakt mellan räckesståndare och ingjuten stålarmering, säger Bror.

Men det fanns ett litet hinder. Ironiskt nog måste vissa broar faktiskt byggas med avsiktlig kontakt mellan alla utstickande delar, inklusive armeringen. Det gäller broar över järnvägar, där hela konstruktionen måste vara ett ledande paket. En nedriven ledning kan orsaka elektriskt ledande vägräcken och därmed livsfara om inte alla delar har kontakt. Trafikverket hade alltså ett dilemma. Valet verkade stå mellan broar med snabb korrosion eller broar med risk att bli strömförande. Fanns det möjligtvis något sätt att lösa dilemmat och göra en konstruktion som gav dubbel problemlösning? Ett alternativ som presenterades var att använda rostfritt stål, som är lika ädelt som det ingjutna kolstålet. Och två lika ädla material ger ingen galvanisk cell.

– Alla räckesståndare gjordes då med rostfritt stål, vägbroar över elektrifierad järnväg byggda från 2004 är gjorda med massiva rostfria stolpar. Jag förklarade att det endast är där man har elektrolyt som det är problem, vilket innebär att det inte finns någon anledning att ha rostfritt i hela stolpen, berättar Bror.

För att svara mot Trafikverkets krav hjälpte Swerea KIMAB till med utveckling av de nya modeller av vägräcken som nu varit i bruk ett tag och som nyligen utvärderats i det senaste projektet. Stolparna, som fortfarande består av varmförzinkat stål, har en fotplatta där det sitter fyra rostfria skruvar. Fotplattan och stolpen är monterad i kantbalken. Detta betyder att det bara är de rostfria skruvarna som kommer i kontakt med betongen. Fördelarna med konstruktionen är flera. En är användning av rostfritt stål, som står emot galvanisk korrosion. Samtidigt behövs inte rostfritt stål till hela konstruktionen, vilket är positivt av kostnadsskäl. Dessutom kan fotplattan monteras några centimeter upp från betongen vilket lämnar en luftspalt mellan kantbalkens ovansida och fotplattan. Det innebär att fukten lättare kan dunsta.
Det nya alternativet är en bra lösning och projektet har inneburit en rejäl kartläggning av stolparna, presenterad i en forskningsrapport. Trafikverket kommer utvärdera projektet och både arbetet och samarbetet är tänkt att fortsätta. Trafikverket har under många år vänt sig återkommande gånger till Swerea KIMAB och de är nöjda med utvecklingsarbetet.

– Det här är ju ett område där vi gjort mycket nytta och det är väldigt roligt, avslutar Bror Sederholm.

Kontakt: Bror Sederholm, bror.sederholm@swerea.se, 08-674 17 40.

Bilder: Bror Sederholm eller sonnergaard@swerea.se, 08-440 48 25