Snö i vägdiken kan göra vägar både starkare och mer sårbara

Hur snö hanteras i vägdiken kan få stor betydelse för både trafiksäkerhet, vägarnas livslängd och kostnader för vinterunderhåll. Ny forskning från Luleå tekniska universitet visar att snö i diken inte bara skyddar vägar mot kyla, utan också kan bidra till sprickor och tjälskador om den isolerar ojämnt.

Snö som samlas i vägdiken kan antingen skydda en väg eller bidra till sprickbildning och tjälskador. I sin doktorsavhandling i Geoteknik vid Luleå tekniska universitet undersöker Zahra Motamedi hur dikessnö påverkar temperaturen i vägkonstruktioner och risken för tjälrelaterade skador i kalla klimat.

Genom detaljerade fältmätningar utanför Luleå och avancerad modellering visar hon hur snön fungerar som ett ojämnt isolerande täcke. Detta kan göra att vissa delar av vägbanken fryser djupare än andra, vilket ökar risken för deformationer.

Snö i diket – skydd eller risk?

I avhandlingen studerade Zahra Motamedi hur snötäcke och marktemperatur utvecklas under vintern vid två experimentella fältstationer. Den ena representerar naturligt, orört snötäcke, medan den andra är ett vägdike där snön består av en blandning av naturlig och plogad snö.

– Snö i diket fungerar som ett isolerande lager, men isolerar inte jämnt. Det kan skapa stora temperaturskillnader i vägbanken och bidra till sprickor och tjälskador, säger Zahra Motamedi.

Hon har mätt snötemperatur på olika höjder, väderförhållanden och marktemperatur ned till två meters djup. Resultaten visar hur snöstrukturen förändras under vintern och hur detta påverkar snöns värmeledningsförmåga.

– Vi såg att naturlig, orörd snö ger bättre isolering än den mer omrörda snön i vägdiken. Det innebär att samma snödjup inte nödvändigtvis ger samma skydd mot tjäle, säger hon.

Nya verktyg för vinterväghållning

Ett viktigt resultat av avhandlingen är en empirisk relation som beskriver hur värmeledningsförmågan hos snö i vägdiken förändras över tid. Den kan användas i liknande klimat för att bättre uppskatta snöns isolerande effekt.

Zahra Motamedi har även utvecklat och validerat en numerisk modell som simulerar temperaturprofilen i vägen. Modellen tar hänsyn till väder, molnighet och trafikbelastning – faktorer som starkt påverkar hur snabbt asfalt och vägkropp kyls ned under vintern.

– Med en mer realistisk modell av vägtemperaturer kan vi bättre förutsäga när tjälen tränger ned i konstruktionen och planera underhållsåtgärder i tid. Det handlar både om trafiksäkerhet och om att använda underhållsresurser mer effektivt, säger hon.

Resultaten visar att snö i vägdiken kan hanteras mer strategiskt. Genom att anpassa hur och var snö plogas eller packas kan väghållare påverka vägarnas temperatur och minska risken för tjälskador.

– Om vi förstår snöns verkliga termiska beteende i vägdiken kan vi gå från att bara putta undan snön till att använda den medvetet i vägdesign och vinterunderhåll, menar Zahra Motamedi.

• Forskningsämnet Geoteknik