Huvudsyftet med studien var att bekräfta giltigheten hos ett nytt försöksförfarande för att uppskatta dynamiska egenskaper hos två utvalda vägmaterial med LWD istället för att fastställa dessa
materialegenskaper genom komplicerade laboratorieförsök. Ett flertal dynamiska triaxialförsök samt upprepade LWD-försök in situ och i laboratorium utfördes därför, förutom mätningar av densitet och fukthalt in situ och i laboratorium. Försöksresultaten analyserades och relationerna mellan
materialparametrar från upprepade LWD-försök och dynamiska triaxialförsök identifierades för sandjorden och bärlagret i försöket, enligt nedan.
1- För den sandiga undergrunden drar vi i fallet med prover som packats vid fukthalt 3 % slut- satsen att dynamisk deformationsmodul nära matchar data för styvhetsmodul från dynamiska triaxialförsök under liknande vertikala spänningar, vilket tyder på att LWD effektivt kan användas för att mäta styvhetsmodul vid liknande betingelser. Dessutom leder ett större antal slag till högre önskvärd dynamisk deformationsmodul och därmed bättre matchning med data för styvhetsmodul. För jordprover som packats vid fukthalt ca. 4 % ligger dynamisk deforma- tionsmodulen också innanför datapunkterna för styvhetsmodulen, men längre från genom- snittslinjen. Inga laboratoriedata kunde inhämtas för styvhetsmodul vid hög spänning (vertikal axialspänning högre än 400 kPa), då jordproverna kollapsade vid högre spänningar, trots att samma försök upprepades fyra gånger. För fukthalt ca. 8,5 % låg dynamisk deformations- modul under datapunkterna för styvhetsmodul, för de låga spänningar som nåddes med LWD- försök in situ. För de högre spänningarna under laboratorieförsök med KUAB LWD redovisas dock mycket god matchning mellan styvhetsmodul och deformationsmodul. Vi kan även notera att ett större antal slag för LWD i fält inte bidrog till att öka uppmätt deformations- modul avsevärt, och därmed bättre matcha uppmätt styvhetsmodul för sandjord packad vid relativt hög fukthalt. En stark korrelation har påvisats mellan styvhetsmodul och dynamisk deformationsmodul för försök utförda på sandjord under olika applicerade belastningar och fukthalter, enligt ekv. 7-1 och 7-2, med en korrelationskoefficient på 0,9 respektive 0,96 som antyder en stark korrelation mellan de två uppmätta parametrarna.
2- För det obundna bärlagret drar vi slutsatsen i fallet med fukthalten 3 % att dynamiska deformationsmodulen ligger nära styvhetsmodulen för liknande vertikal spänning. Dessutom påverkade (ökade) inte fler slag styvhetsmodulen vid låg spänningsnivå (motsvarande
fältförhållanden upp till 100 kPa vertikal spänning), vilket skedde i försöket med sandjord för att bättre matcha motsvarande uppmätt styvhetsmodul. Detta kan förklaras med att plastisk deformation av bärlagret huvudsakligen äger rum under det första fåtalet slag med fallvikten. Deformationsmodulerna i fält ökade dessutom inte med ökad vertikal spänning (upp till 100 kPa), vilket hade kunnat förväntas. Detta kan förklaras med den ojämna packningen och distributionen av stora partiklar i bärlagret på försökspunkterna. Vid hög vertikal spänning (ca 600 kPa), vilket motsvarar de deformationsmoduler som inhämtats i laboratorium, ser vi att fler slag leder till högre deformationsmodul. Detta är dock inte en nödvändig ökning, eftersom deformationsmodulerna från det första fåtalet slag bäst matchar de styvhetsmoduler som uppmätts med RLT-försök för de packade bärlagerproverna. För prover som packas vid fukthalten ca. 4,5 % visar LWD-data från laboratoriet att dynamisk deformationsmodul också ligger inom datapunkterna för styvhetsmodul under liknande vertikal spänning. Precis som i fallet med prover som packats vid fukthalten 3 % leder dock fler slag till högre deformations- modul i laboratoriet, vilket dock av samma skäl inte heller är en nödvändig ökning. För fukthalten ca. 6 % låg dynamisk deformationsmodul under datapunkterna för styvhetsmodul, för de låga spänningar som nåddes med LWD-försök in situ. Detta kan förklaras med att påverkan från hög fukthalt på LWD moduler i fält har en annan påverkan än på de moduler (dvs LWD och Mr) som mätts upp i laboratoriet, och testats under begränsade testbetingelser. För de högre spänningarna under laboratorieförsök med KUAB LWD redovisas dock mycket
god matchning mellan styvhetsmodul och deformationsmodul. För prover som packats vid fukthalten ca. 6 % visar figur 61 att dynamiska deformationsmodulen ligger under
datapunkterna för styvhetsmodulen, för de låga spänningar som nåddes med LWD-försök i fält. Detta kan förklaras med att hög vattenkvot påverkar beräknat Evd i fält på annat sätt än den påverkar värdet av Evd i lab och styvhetmodul från RLT-test (p.g.a skillnaderna i spänningstillstånd och gränsförhållanden mellan typiska laboratorieförsök och
fältförhållanden). Fler slag ledde också till högre deformationsmodul i laboratorium för bärlager som packats vid fukthalten ca. 6 %. Denna ökning är dock inte heller nödvändig, eftersom deformationsmodulerna från det första fåtalet slag matchar styvhetsmoduler för bärlagret väl, liksom i de tidigare fallen. En stark korrelation har påvisats mellan
styvhetsmodul och dynamisk deformationsmodul för försök utförda på packat bärlager under olika applicerade belastningar och fukthalter, enligt ekv. 11-1 och 11-2 med
korrelationskoefficienterna 0,95 respektive 0,96. Jämförelse mellan Evd uppmätt med Zorn och Kuab LWD 1. För den sandiga undergrunden
*I fallet med fukthalt 3 % kan vi dra slutsatsen att den deformationsmodul som uppmättes med KUAB LWD låg närmare styvhetsmodulen än den deformationsmodul som uppmättes med Zorn LWD. Detta kan förklaras av skillnaderna i konfiguration och inbyggda antaganden för de två instrumenten.
*Deformationsmodul uppmätt med KUAB LWD överensstämde med deformationsmodul uppmätt med Zorn LWD i fallet med jordprover som packats med vattenhalten 4 %.
* I fallet med fukthalten 8,5 % observerar vi även att deformationsmodulen uppmätt med KUAB LWD överensstämde med deformationsmodulen uppmätt med Zorn LWD.
2. För det obundna bärlagret
*I fallet med fukthalten 3 % var deformationsmodulen uppmätt med KUAB KWD dessutom något högre än deformationsmodulen uppmätt med Zorn LWD.
*) I fallet med prover som packats vid fukthalten 6 % observerade vi att deformationsmodulen uppmätt med KUAB LWD överensstämde med deformationsmodulen uppmätt med Zorn LWD. Jämförelse mellan Evd beräknat på yt- och plattdeformation samt 30 och 60 cm från fallviktens mittlinje med Kuab LWD
Evd-värden som uppmätts med LWD baserat på yt- och plattdeformation ökar även med antalet slag med fallvikten för alla applicerade spänningar och för både sandjorden och bärlagret. Detta kan förklaras med att den plastiska deformationen minskar med ökat antal slag. För Evd vid 30 och 60 cm från fallviktens mittlinje kunde inga eller endast mycket små förändringar av dynamisk deformations- modul noteras med ett ökande antal slag med fallvikten.
Evd beräknat på ytdeformation var även högre i varje enskilt fall än motsvarande Evd beräknat på plattdeformation, för alla applicerade spänningar för både sandjord och bärlager. Detta innebär att registrerade ytdeformationer var lägre än de motsvarande plattdeformationer som registrerades samtidigt. Denna observation kan förklaras med att vägmaterialet under plattan är högre belastat än materialet under hålet i mitten av plattan om en geofon passerar genom hålet för att direkt registrera materialets deformation.
Projektets andra målsättning var att utvärdera stabiliteten hos obundna material i vägbyggen och kvalitetskontroll av packning genom en relativt enkel ny teknik, nämligen dynamiskt CBR-försök. Möjligheten att använda dynamiskt CBR-försök för packningskontroll undersöktes i det här projektet
plattbelastningsförsök, samt till ett brett spektrum av de modifierade Proctorparametrarna torrdensitet och packningsfukthalt. Nedan presenteras studiens huvudfynd med avseende på dessa målsättningar.
1- Laboratorieförsöket på dynamisk CBR användes för att korrelera CBRLD-värdena (som mått på ett materials bärighet) med modifierade Proctorpackningsparametrar, nämligen torrdensitet och fukthalt. Det har visat sig att dynamisk CBR i laboratorium för finkornig sand och obundet bärlager har en bra korrelation med ρd och vattenhalt. Detta är inte ett repeterbart försök och CBRLD från det första slaget ska alltid användas. Om CBRLD-värde från det första slaget av något skäl inte redovisas, ska hela försöket göras om. Multipel regressionsanalys användes för att modellera CBRLD utifrån packningsparametrarna. Små skillnader kunde observeras mellan fastställd och förutspådd CBRLD enligt ekv. 10 och 14 för jordprov med sand respektive bärlager.
2- Dessutom undersöktes korrelationen mellan statisk deformationsmodul (från statiska
plattbelastningsförsök) och dynamisk deformationsmodul från platsförsök med LWD, för ett begränsat antal provningar. Det bör noteras att för bra korrelation mellan data från
plattbelastningsförsök och LWD-försök, bör många försökspunkter tas med för att härleda en allmän ekvation som representerar korrelationen mellan Ev2 och Evd för ett visst material, eftersom de data som användes för detta syfte var begränsade i den här studien.
Dessutom utvecklades flera korrelationer mellan olika försöksparametrar enligt följande:
Vi fann bra korrelationer mellan fukthalt med NDG och ugnstorkning för både sandjord och bärlager, med R = 0,951 respektive 0,924.
Vidare jämfördes deflektionsbassäng mätt med KUAB LWD med prediktioner enligt den MLET- modell (datoranalys av flera lager med Multi Layer Elastic Theory) som används i ERAPAVE vid dimensionering av vägöverbyggnader. Det har visat sig att uppmätta LWD-data bäst matchar beräknade data från MLET vid mittpunkten (avstånd noll), med en avvikelse på ca. 1 % för både sandjord och bärlager i försöket. För större avstånd från fallviktens mittlinje avviker beräknade data från varandra. Vid 30 och 60 cm från mittpunkten uppmättes lägre faktiska deformationer med KUAB LWD än motsvarande beräknade mätningar i MLET för varje fukthalt i försöket, både för sandig undergrund och obundet bärlager.