Allmänt
Mätningarna från 1997, 1998, 1999 och 2000 visar att våtfriktionen hos en asfaltbeläggning i många fall markant förändras under året beroende på effekter från trafikpolering (däcken) sommartid och uppruggningen från dubbtrafiken vintertid. Undersökningarna omfattar både nya och inslitna beläggningar av typen skelettasfalt. Det grövre stenmaterialet utgörs i de flesta fall av porfyr och i några fall kvartsit. Mest känsliga för trafikpoleringen är porfyrbeläggningarna som på sommaren och hösten kan uppvisa låga friktionsvärden, speciellt på utsatta platser såsom tunnlar, broar, korsningar, tvära kurvor och trafikintensiva trafikleder (även cirkulationsplatser även om de inte ingått i denna undersökning).
Friktionsvärdena låg för sommarhalvåret 1997 och 1999 överlag på en något högre nivå än 1998 och 2000, beroende på torrare väderlek. Somrarna 1998 och speciellt 2000 var mycket regniga med hög andel fuktiga vägbanor som anses ogynnsamt ur poleringssynpunkt. På de flesta av mätobjekten uppmättes i slutet av september eller i början av oktober 2000 de lägsta friktionsvärdena under den fyra år långa mätserien. Förutom de gynnsamma poleringsförhållanden under 2000 kan även en alltmer insliten skelettasfalt (större stenyta, hårdare kärna) tänkas poleras mer än under den gör under de första åren.
Vatten och smuts fungerar som smörj- och polermedel vid gummipolering av stenytor. För stenrika asfaltbeläggningar, som i hög utsträckning används på det högtrafikerade vägnätet, försämras finskrovligheten hos stenmaterialet (ytan slipas till och kan även omvandlas) som i sin tur inverkar negativt på friktionsegenskaperna hos beläggningsytan. För att en beläggning skall ha god friktion krävs både bra makro- (grovskrovlighet som stenrika beläggningar har) och mikrotextur. Trafikpoleringen medför att vägytan får lägre mikrotextur.
Inblandning av mer poleringsresistent material i porfyrbeläggning har givit en positiv effekt på friktionen vid provvägsförsöket på Tyresövägen. Det är dock osäkert om åtgärden är tillräcklig på de mest trafikerade vägarna eller där trafikpoleringen är som störst. Försöket i Eugeniatunneln visar att inblandningen av mer poleringsresistent material i beläggningen ej var tillräcklig.
Resultat från mätningarna 2000 - porfyrbeläggningar
Mätningarna av friktionen på porfyrbeläggningarna visade att låga värden (ända ned till 0,36) erhölls under sensommaren/hösten. De lägsta minvärden som uppmättes på en 20-meterssträcka var 0,35. Vid den sista mätningen från november hade friktionen börjat bli bättre (öka) på samtliga beläggningar.
Friktionen verkade överlag vara lägre 2000 jämfört med 1999. Friktionsvärdena liknar mera de som uppmättes under 1998 på de objekt som följts upp en längre tid. Somrarna 1998 och 2000 var mer nederbördsrika än 1999, vilket är den troliga förklaringen.
Södertunneln hade också kubiserats, vilket innebär att partiklarna delvis rundats av och att materialet får en homogenare kvalitet genom att det sämre stenmaterialet slås sönder under processen. Mycket homogena stenytor anses ge låg mikrotextur och ökar därmed benägenheten för polering.
Tabell 11 En översikt över friktionsmätningarna på porfyrbeläggningar i Stockholm 2000. Mätobjekt Beläggningstyp/ Stenmaterial Medelvärden för sträckan under året Medelvärde på 20m-sträckor under året
lägsta högsta lägsta högsta
E4, Linvävartorpet ABS 16, Porfyr 0,40 0,63 0,39 0,65
E4, Kista - Tureberg ABS 16, Porfyr 0,55 0,70 0,51 0,72
E4, Lindvreten ABS 16, Porfyr 0,46 0,57 0,44 0,59
E4, Hallunda ABS 16, Porfyr 0,47 0,69 0,42 0,75
Södertunneln ABS 16, Porfyr 0,36 0,66 0,35 0,69
Skanstullsbron ABS 16, Porfyr 0,39 0,73 0,36 0,77
Tyresövägen ABS 16, Porfyr 0,44 0,74* - -
*Friktionshöjande åtgärd utförd.
Det är viktigt att påpeka att trafikpoleringen endast verkar vara ett problem för porfyrbeläggningar på trafikintensiva ytor, såsom hårt belastade trafikleder, tvära kurvor, korsningar, cirkulationsplatser, det vill säga vägbanor där gummidäckens knådande verkan är som störst. Mätningar som gjorts på landsvägsnätet över hela södra och mellersta Sverige gav inga motsvarande låga friktionsmätningar som i Stockholm utan porfyrbeläggningarna där uppvisade betydligt bättre friktion under sommarhalvåret.
Resultat från mätningarna 2000 - kvartsitbeläggningar
Endast ett fåtal kvartsitbeläggningar ingår i uppföljningarna (tabell 13) eftersom de inte är så vanliga i Stockholm och tidigare inte visat sig ge upphov till låga friktionsvärden eller vara kritiska ur poleringssynpunkt. De lägsta medelvärdena låg på 0,54 och uppmättes under sensommaren eller hösten. Vid december- mätningen hamnade de högsta medelvärdena på 0,83. Tidigare mätningar har givit liknande resultat och kritiska värden har inte uppmätts på skelettasfalter innehållande kvartsit.
Tabell 12 En översikt över friktionsmätningarna på kvartsitbeläggningar i Stockholm 2000. Mätobjekt Beläggningstyp/ Stenmaterial Medelvärden för sträckan under året Medelvärde på 20m-sträckor under året lägsta högsta lägsta högsta
E4, Fredhällstunneln ABS 16, Kvartsit 0,63 0,74 0,62 0,76
Södertunneln ABS 16, Kvartsit 0,54 0,83 0,52 0,87
Inblandning av annat (poleringsresistent) stenmaterial i porfyrbeläggning
Tyresöprovvägen visar att det är möjligt att förbättra friktionen och polerings- resistensen hos skelettasfalt med porfyr genom att blanda in andra typer av stenmaterial. Störst effekt har i detta fall inblandning av kvartsit (8–11 mm) givit. Ortens material har också givit utslag men i betydligt mindre grad än kvartsit. Enligt septembermätningen låg friktionen för denna blandning på 0,49, dvs. nästan lika lågt som beläggningarna med enbart porfyr (0,44–0,46).
De båda referensbeläggningarna med porfyr och blandbeläggningen med ortens material hamnade under sommarhalvåret under 0,50 i friktion medan bland- beläggningen med kvartsit och porfyr låg på 0,54 som lägst. Enbart kvartsit hamnade på 0,62.
Tabell 13 En översikt över friktionsmätningarna 2000 på porfyrbeläggningar som inblandats med annat stenmaterial.
Mätobjekt Beläggningstyp/ Stenmaterial
Medelvärden för sträckan under året
lägsta högsta
Tyresövägen ABS16, Porfyr, Älvdalen (ref.) 0,46 0,65
ABS16, Porfyr, Adelöv (ref.) 0,44 0,74*
ABS16, Porfyr + ortens 0,49 0,68
ABS16, Porfyr + kvartsit 0,54 0,74
ABS16, Kvartsit (ref.) 0,62 0,79
Eugeniatunneln ABS16, Porfyr + kvartsit, K1 0,38 0,67*
ABS16, Porfyr + kvartsit, K2 0,47 0,84*
*Friktionshöjande åtgärd utförd.
För att få klarhet i om inblandning av kvartsit även är tillräckligt för de mest högtrafikerade vägarna lades en ABS16 med porfyr (11–16 mm) och kvartsit (4–8 och 8–11 mm) i Eugeniatunneln. Eftersom kvartsit både är slitstarkt (ca 30 % sämre än porfyr) och förhållandevis poleringsresistent bör det vara det mest realistiska alternativet för högtrafikerade vägar. På vägar med mindre trafik kan eventuellt andra typer av material användas. De högsta friktionsvärdena i under- sökningen har ”Skånekvartsit” erhållit och kan vara ett alternativ vid inblandning. Skånekvartsit har dock sämre slitstyrka än till exempel kvartsit från Dalsland. Effekten av kvartsitinblandning kan bli större om den grövsta fraktionen, 11,2-16 mm, ersätts med kvartsit medan fraktionerna 4–8 och 8–11,2 mm utgörs av porfyr.
De resultat som friktionsmätningarna gav från Eugeniatunneln visade på att inblandning av kvartsitstenen inte gav tillräcklig effekt på friktionen. Låga värden på friktionen (0,38-0,47) uppmättes under sensommaren vilket tyder på att åtgärden var otillräcklig. Beläggningen i tunneln åtgärdades dock med en ny typ av slipmaskin för att höja friktionen vilket gav ett gott resultat.
Internationella erfarenheter visar att det är svårt att nöjaktigt förbättra polerings- egenskaperna genom inblandning av naturmaterial. I sydligare länder utan dubbslitage blandar man således in lättballast och förslag till Europastandard
Friktionshöjande åtgärder – slipning med Helmus Grip 2
De friktionshöjande åtgärder som utfördes med Helmus Grip 2 gav ett mycket bra resultat och friktionsmätningar efter åtgärden visade att resultatet blev bättre än t.ex. planfräsning eftersom spridningen mellan 20-metersträckorna blev mindre samtidigt som ytans utseende inte påverkades på samma sätt. Åtgärdens varaktighet (livslängd) bör dock undersökas innan en slutgiltig bedömning kan göras. Därför rekommenderas en åtgärd relativt tidigt på året som följs upp genom kontinuerliga friktionsmätningar fram till dubbdäckssäsongen börjar. Metoden bedöms ändå i de flesta fall fungera bra för svenska förhållanden med relativ kort tid mellan när friktionen är som lägst (tidig höst) och tills de första dubbdäcken används (sen höst).
Litteratur
Gustafson Kent, ”Prov med lättare däckdubb i VTIs provvägsmaskin”. VTI Rapport 377, 1992.
Höbeda Peet, ”Stenmaterialets poleringsbenägenhet. Sammanfattning av tillgängliga metoder. Erfarenheter av utförda försök”. Statens Väginstitut, Rapport 45, 1966.
Höbeda Peet, ”Beläggningsmaterials polerings- och nötningsegenskaper”. Statens Väginstitut, Rapport 101, 1970.
Höbeda Peet, ”Nötning och polering av stenmaterial. En studie i svepelektronmikroskop”. Statens Väginstitut, Rapport 26, 1974.
Höbeda Peet, ”Polering och nötning av stenmaterial i slitlagerbeläggning - inverkan på friktionen hos vägbeläggning (state of the art)”. VTI notat 18-1997. Höbeda Peet och Jacobson Torbjörn, ”The interaction between wear and polish on Swedish roads”, VTI särtryck 284. 1998.
Höbeda Peet, ”Polering av stenmaterial, Slutrapport”. VTI notat 16-1999.
Jacobson Torbjörn, ”Undersökning av slitstyrkan och ljusreflektionsegenskaper hos vägbeläggning. Försök i VTIs provvägsmaskin. Projekt RYT”. VTI notat 47- 1994.
Jacobson Torbjörn, ”Dubbavnötning på provvägar vintern 1995/96. Lägesrapport 96-12”. VTI notat 64-1996.
Jacobson Torbjörn. och Höbeda Peet. ”Polering av asfaltbeläggning - friktionsmätningar hösten 1996”. VTI Notat 11-1997.
Jacobson Torbjörn, ”Polering av asfaltbeläggning - friktionsmätningar 1997”. VTI notat 26-1998.
Jacobson Torbjörn och Hornwall Fredrik. ”Polering av asfaltbeläggning – friktionsmätningar 1997-1998”. VTI notat 6-1999
Jacobson Torbjörn och Hornwall Fredrik. ”Polering av asfaltbeläggning – friktions-mätningar 1999”. VTI notat 33-2000
SMHI, ”Väder och Vatten”. Tidskrift. Årgång 1997-1999.
Vägverket, ”Bestämning av friktion på belagd vägyta”. Metodbeskrivning 104:1990”.
Bilaga 1 Sid 1 (1)
Bilaga 2 Sid 1 (4)