Slitlager med polymermodifierat bindemedel : Provväg E3/E18, Örebro - länsgränen. Lägesrapport 90-12

VTlnotat

Nummer:

V 136

Datum: 1990-12-11

Titel:

Slitlager med

poåymermodifierat bindemedel. Provväg E3/E18, Orebro - länsgränsen.

Lägesrapport 90-12.

Författare: Torbjörn Jacobson

Avdelning: Vägavdelningen Projektnummer : 4238005-5

Projektnamn: Asfaltbeläggningars nötningsresistens Uppdragsgivare : Vägverket

Distribution: fri/begrärnsad

Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-204000. Telex 50125 VTISGIS. Telefax 013-14 1436 Besök: Olaus Magnus väg 37 Linköping

w: Väg-och Trafik:

Statens väg- och trafikinstitut

I N N E N i -i

H.Å L L s F ö R T E C K N I N G

INLEDNING BESKRIVNING AV PROVVÄG

EÄLTMÄTNINGAR 1990

RST Friktion Besiktning LABORATORIEPROVNINGAR

Hålrum

Bindemedelshalt och kornkurva

Kryptest

Indirekt draghållfasthet och resilientmodul

Tröger Finsk PWR-test Fortsatt uppföljning KOMMENTARER Sida M H H K O C D Q O S U ' U U l t än k -0 0 0 0 H C |_ M

1. INLEDNING

I augusti 1989 byggdes på uppdrag av Vägverket en provväg

på E3/E18, delen Örebro - länsgränsen. Huvudsyftet var att

studera polymermodifierade bitumen (PmB) i slitlager typ ABS 16 och ABT 16.

VTI's uppgift var dels att dokumentera byggandet (VTI Notat 113; byggnadsrapport), dels att på laboratoriet analysera bindemedel (Berglund L.), massa och borrkärnor (Jacobson T.) samt slutligen följa upp provvägen under några år

(Jacobson T.). Särskild stor vikt lades därvidlag vid

asfaltbeläggningens slitstyrka.

I samband med provvägsförsöket studerades även PmB's

åldring under tillverkningsprocessen av NCC och NYNÄS i ett

SBUF-projekt. CAekonsult gjorde kontinuerlig

värmefotografering av utlagda massor, bl a för studier av massornas separationsbenägenhet.

Nynäs Bitumen levererade bindemedlen samt utförde

proportioneringen. Stenmaterialet 8 - 16 mm utgjordes av

kvartsit från Dalsland.

P 9 a olyckan utanför Gävle hösten 1989 (då bl a VTI's

utrustning för slitagemätning förstördes) blev vägslitaget inte mätt vintern 1989 - 90.

Föreliggande redovisning omfattar både fältundersökningar och laboratorieprovningar av i huvudsak borrkärnor från hösten 1989 till hösten 1990.

2 BESKRIVNING AV PROVVÄGEN

Provvägen är belägen på E3/E18, ca 14 km öster om Örebro.

ÅDT var 1987 11000 fordon per dygn. Andelen tunga fordon var ca 14 % under vardagarna och ca 6 % vid helgerna. Sammanlagt 8 st provsträckor ingår, 6 st med PmB och 2 st referenser med konventionellt bindemedel. 5 av sträckorna

utgörs av skelettbeläggning (ABS) med en största

stenstorlek av 16 mm. Halten material 11.2 - 16 mm är

endast ca 10 - 20 % vilket gör att den mer liknar ABS 12 än

ABS 16. De 3 övriga

sträckornabestår av tät asfaltbetong,

ABT 16. En beskrivning av provvägen ges nedan och i bilaga 1.

Sträcka Slitlager Längd Bindemedel

Nr m

1 90 ABS 1135 PmB, 4 % polymerhalt

2 90 ABS 700 PmB 20, utan fiber 3 90 ABS 815 PmB 20, med fiber

4 90 ABT 1040 PmB, 6 % linjärpolymer

5 90 ABT 655 PmB, 6 % polymerhalt, pen. 180

6 90 ABS 415 Styrelf

7 90 HABS 1080 B 85 (referens)

8 90 HABT 190 B 85 (referens)

Ca 0.2 % cellulosafibrer (Arbocell) ingår i sträcka 3.

Analyser av bindemedel och stenmaterial framgår av bilaga 2.-I bilaga 3 redovisas recept och produktionskontroll.

3 . FÄLTHÅTNINGAR

3.1 Laser-RST

Laser-RST är ett mätsystem baserat på dator- och

laserteknik utan mekaniska rörliga delar. Laserenheten

består av elva lasrar som är placerade på en balk monterad

tvärs bilens front. Mätbredden är ca 3.2 m, vilket

motsvarar den maximalt tillåtna fordonsbredden i Sverige. Vid mätningen erhålls bl a mått på Spårdjup, jämnhet och ytskrovlighet (textur).

Mätningar har utförts i körbanan mot Arboga efter en månads

respektive ett års trafik.

Spårdjup enligt RST-mätning (medelvärden):

Sträcka Bindemedel Beläggning Mätdatum

890922 900731

Nr mm mm

1 4 % PmB ABS 2.8 2.7

2 PmB 20, utan fiber ABS 3.2 2.7

3 PmB 20, med fiber ABS 3.2 2.4

4 6 % PmB, linjär ABT 3.0 1.9

5 6 % PmB, pen 180 ABT 1.9 1.2

6 Styrelf ABS 2.7 2.2

7 B 85 HABS 2.2 1.9

8 B 85 HABT 2.7 2.4

Jämnhet i längsled, IRI (medelvärden):

Sträcka Bindemedel Beläggning Mätdatum

890922 900731

Nr

mm/m

mm/m

1 4 % PmB ABS 1.18 1.09

2 PmB 20, utan fiber ABS 1.02 1.03

3 PmB 20, med fiber ABS 1.15 1.15

4 6 % PmB, linjär ABT 1.11 1.15

5 6 % PmB, pen 180 ABT 0.88 0.93

6 Styrelf ABS 1.05 1.04

7 B 85 HABS 0.92 0.95

Mackrotextur (medelvärden):

Sträcka Bindemedel Beläggning Mätdatum

890922 900731

Nr mm mm

I 4 % PmB ABS 0.66 0.57

2 PmB 20, utan fiber ABS 0.81 0.64

3 PmB 20, med fiber ABS 0.61 0.50

4 6 % PmB, linjär ABT 0.17 0.25 5 6 % PmB, pen 180 ABT 0.17 0.31 6 Styrelf ABS 1.00 0.53 7 B 85 HABS 0.55 0.47 8 B 85 HABT 0.16 0.35 3.2 Friktion

Friktionen har mätts med VTI:s Saab Friction Tester. En första mätning gjordes ca en vecka efter utläggningen av massorna och en förnyad mätning sommaren 1990, dvs efter

ett år.

Mätningen omfattar båda körbanorna, hela

sträckningen.

Resultat av friktionsmätning (medelvärden):

Sträcka 890908 900904

Mot Arboga Mot Örebro

Mot Arboga Mot Örebro

1 0.80 0.74 0.86 0.88 2 0.75 0.63 0.88 0.86 3 0.68 0.52 0.86 0.85 4 0.56 0.50 0.70 0.69 5 0.75 0.58 0.74 0.74 6 0.75 0.70 0.88 0.87 7 0.70 0.65 0.86 0.85 8 - - 0.82 0.83 3.3 Besiktning

Enligt okulär besiktning maj 1990 föreligger ej några

märkbara skillnader mellan sträckorna med avseende på

skador. Stensläpp är sällsynta. Enstaka partiklar (kvartsit) är spruckna men sitter oftast kvar i

beläggningen. Sträckorna ser mycket homogena ut.

4 LABORATORIEPROVNING

Laboratoriedelen omfattar i huvudsak provningar av borrkärnor. Egenskaper som hålrum, bindemedelshalt,

kornkurva, stabilitet, hållfasthet och slitage har

undersökts.

Hösten 1989 togs från vägen ett större antal borrkärnor (256 st). De togs i anslutning till linjerna (5 st per sträcka) för avnötningsmätningar. Ett mindre antal prov

togs också från separerade partier (lastbyteszoner) som

under utförandet av provvägen märktes ut med hjälp av värmekameror (infrateknik). Sträcka 8 (HABT, referens)

ingår dock ej i denna undersökning.

4.1 Hålrum

Hålrummet har beräknats enligt MBB 13. Skrym- resp.

kompaktdensiteten är bestämda enligt MBB 27 resp. MBB 12.

3 bestämningar per parameter har gjorts.

Borrkärnor från beläggning med "normal" temperatur (medelvärden):

Sträcka/

Belägg-

Skrym-

Kompakt-

Hålrum

Bindemedel ning densitet densitet

1, 4 % PmB ABS 2.380 2.452 2.9

2, PmB 20, utan fiber ABS 2.360 2.429 2.8 3, PmB 20, med fiber ABS 2.344 2.409 2.7

4, 6 % PmB, linjär ABT 2.339 2.413 3.1

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 2.332 2.416 3.5

6, Styrelf ABS 2.399 2.450 2.1

7, B 85 HABS 2.361 2.414 2.2

8, B 85 HABT 2.316 2.437 5.0

Borrkärnor från lastbyteszon (svalare parti; medelvärden):

Sträcka/

Belägg-

Skrym-

Kompakt-

Hålrum

Bindemedel ning densitet densitet

1, 4 % PmB ABS 2.319 2.452 5.4 (+2.5)

2, PmB 20, utan fiber ABS 2.344 2.448 4.2 (+1.4)

3, PmB 20, med fiber ABS 2.320 2.421 4.1 (+1.4)

4, 6 % PmB, linjär ABT 2.339 2.416 3.2 (+0.1)

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 2.333 2.419 3.6 (+0.1)

6, Styrelf ABS 2.369 2.452 3.4 (+1.3)

Siffran inom parentes anger förändring i procentenheter av

hâlrummet jämfört med "normal" beläggning.

Hålrummen uppfyller Överlag BYA:s krav för slitlager typ HABS och HABT.

Prov från separerade partier får som synes ofta högre

hålrum än jämförande prov från beläggning med konstant temperatur. Speciellt skelettasfalten (ABS) påverkas.

Hålrummet ökar med mellan 1.3 och 2.5 procentenheter för

ABS-beläggningen. Asfaltbetongen (ABT) påverkas inte nämnvärt.

4.2 Bindemedelshalt och kornkurva

Som en komplettering till produktionskontrollen (bilaga 2 o Bå'bestämdes bindemedelshalt (MBB 4) och kornkurva (MBB 21)

p 3 borrkärnor per provsträcka. c

Jämförelser görs också mellan separerad och icke separerad

vägbana.

Borrkärnor från beläggning med "normal" temperatur (medelvärden):

Sträcka/ Belägg- Bindem.- Kornkurva, pass. %

Bindemedel ning halt 0.075 2.0 4.0 8.0

1, 4 % PmB ABS 5.7 9.5 30.5 40.7 54.7

2, PmB 20, utan fiber ABS 6.2 10.0 32.3 42.1 48.9

3, PmB 20, med fiber ABS 6.6 8.9 33.6 44.0 55.7

4, 6 % PmB, linjär ABT 6.8 10.9 51.3 67.1 83.5

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 6.7 9.8 53.0 67.7 80.9

6, Styrelf ABS 5.6 10.5 27.2 37.0 48.2

7, B 85 HABS 6.5 9.1 26.6 35.8 53.0

8, B 85 HABT 6.0 8.7 50.7 65.6 83.8

Borrkärnor från lastbyteszon (svalare parti):

Sträcka/ Belägg- Bindem.- Kornkurva, pass. %

Bindemedel ning halt 0.075 2.0 4.0 8.0

l, 4 % PmB ABS 5.3 9.3 25.6 35.6 47.9

2, PmB 20, utan fiber ABS 5.8 10.6 27.6 39.0 52.5

3,'PmB 20, med fiber ABS 6.1 10.1 27.8 38.2 49.9

4, 6 % PmB, linjär ABT 6.7 11.6 50.4 66.1 79.4

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 6.1 10.7 52.1 65.7 78.1

6, Styrelf ABS 5.4 10.5 27.3 36.5 46.5

Bindemedelshalterna ligger i allmänhet några tiondels

procent över receptet. Andelen stenmaterial större än 11.2

mm är för ABS ca 10 % (framgår ej av tabellen) vilket

innebär att kornkurvans grövre register mer liknar en ABS

12 än en ABS 16.

Separerade partier erhåller ca 0.5 procentenheter lägre

bindemedelshalt än icke separerade.

4.3 Statisk kryptest

Vid bedömning av ett asfaltlagers känslighet mot plastiska

deformationer (spår) kan man använda krypdata från belastade borrkärnor. Krypförsöket visar massans deformationsförlopp under given tid och vid en given konstant axiell last.

VTI:s metod följer i princip de rekommendationer som bl a används i Schweiz och Holland. Statisk kryptest är främst framtagen för provning av tät asfaltbetong med kontinuerlig kornkurva. För bedömning av massor typ ABS och/eller PmB bör metoden användas med försiktighet. Anledningen till att

den tagits med i undersökningen är främst för att skaffa

erfarenheter av PmB-massor. Dynamisk kryptest som VTI för närvarande håller på att införskaffa, är troligen mer lämplig för ABS och PmB än statisk kryptest.

Statisk kryptest (medelvärden):

Sträcka/

Belägg-

Maximal

Bestående

Bindemedel ning töjning töjning

6 max 6 max-rev

0/00 0/00

1, 4 % PmB ABS 15.0 14.4

2,:PmB 20, utan fiber ABS 17.4 14.4 3, PmB 20, med fiber ABS 21.9 20.1

4, 6 % PmB, linjär ABT 27.4 25.7

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 19.6 17.8

6, Styrelf ABS 15.1 13.5

7, B 85 HABS 16.9 16.0

8, B 85 HABT 11.1 10.0

Provningen är gjord på dubbla provkroppar beroende på att

metoden föreskriver en provhöjd av 60 mm. 3 bestämningar per sträcka har utförts.

Samtliga recept utom ett (HABT, referens) erhåller höga

värden både för maximala och bestående töjningar vilket

skulle tyda på risk för instabilitet på vägen.

Ingenting från provvägen tyder på onormal spårbildning (typ deformationer) utan orsaken torde vara som tidigare nämnts

att metoden missgynnar den här typen av beläggning.

Europeiska undersökningar (VTI Meddelande 342) visar att om maximal töjning är större än 15.0 promille föreligger risk

för deformationer.

4.4 Indirekt draghållfasthet och resilientmodul

De mekaniska egenskaperna har undersökts genom indirekt draghållfasthet (press-dragprovning, Split-cylinder, cpd)

och resilientmodul (styvhetsmodul, Mr). Dessa egenskaper påverkas förutom av materialsammansättning och packning också av temperatur, belastningshastighet och

belastningspulsens form mm.

Draghållfastheten och resilientmodulen är i princip utförda enligt MBB 49 och 54. Resilientmodulen har bestämts vid

varierad temperatur, -10, 0, +10 och + 24°C. Provkropparna har innan provningen lagrats torra i rumstemperatur ca 3

-9 månader. Provkropparnas höjd varierar mellan 30 - 35 mm (90 kg massa ger efter plansågning denna tjocklek). Enligt metoden för Mr bör provkroppens höjd inte understiga 40 mm. Vid jämförande provningar bör också samtliga prov ha

ungefär samma tjocklek och diameter.

Jämförelser görs också mellan separerad och icke separerad vägbana.

Indirekt draghållfasthet (provningstemp. +10°C;

medelvärden):

Sträcka/ Belägg- Höjd opd, kPa

Bindemedel ning "normal"

lastbytes-mm beläggning zon

1, 4 % PmB ABS 35 1350 1200

2, PmB 20, utan fiber ABS 34 1290 1200 3, PmB 20, med fiber ABS 35 1280 1300

4, 6 % PmB, linjär ABT 32 1280 1200

5, 6 % PmB, pen 180 ABT 31 740 700

6, Styrelf ABS 36 2270 1900

7, B 85 HABS 34 1910 1800

-Resilientmodul (medelvärden):

Sträcka Belägg- Höjd Mr, MPa

ning -10°C O°C +10°C +24°C +10°C*) 1 ABS 35 17840 8530 3030 700 3450 2 ABS 34 20290 9310 3620 910 4250 3 ABS 35 19030 6930 2770 710 3900 4 ABT 32 16120 6440 2790 750 2420 5 ABT 31 8360 1710 710 440 1040 6 ABS 36 24420 12410 4470 1300 5380 7 HABS 34 22690 10420 4540 1070 4310 8 HABT 35 24720 13020 6160 1860 5850 *) Separerad yta

Både draghållfastheten och resilientmodulen är lägre för beläggning med PmB än konventionellt bindemedel, B 85.

Styrelf däremot avviker markant från PmB och erhåller ca 75

% (1000 kPa) högre draghållfasthet, t.o.m. något högre än B

85.

De43 recepten med PmB som är gjorda på bitumen med en penetration av 110 men med varierad polymerhalt eller

molekylkedja (str. 1 - 4) skiljer sig inte så mycket utan erhåller ungefär likvärdiga egenskaper. Sträcka 5 (6 % PmB

och penetration B180), ger betydligt lägre opd och Mr, troligtvis beroende på det mjuka bindemedlet.

Vidare verkar

fibertillsatseninte ge någon effekt.

Relativt låga moduler fås vid rumstemperatur (+24°C). De

tunna provkropparna tillsammans med en största stenstorlek av 16 mm kan vara en av orsakerna. Undersökningen får i första hand ses som en relativ (jämförande) provning.

Direkta jämförelser mellan blandningarna och framförallt

PmB försvåras av att recept och massatyp varierar.

Skillnaden mellan separerad och icke separerad massa är liten. Draghållfastheten är dock något mindre för prov från

separerade ytor (svag tendens) än jämförande prov från normala ytor.

4.5 Tröger

En metod som sedan mitten av 70-talet testats vid VTI är Trögermetoden. Utrustningen består av en tryckluftsdriven

"nålpistol", avsedd att efterlikna dubbslitage. Metoden har

använts vid relativa undersökningar och tidigare gett bra

korrelation med vägslitaget (Gävleprovvägen).

10

visat på dålig reproducerbarhet. Utveckling pågår

förnärvarande på VTI för att om möjligt förbättra metoden.

Liknande utrustningar finns också i Norge och Finland.

VTI:s metodbeskrivning framgår av bilaga 4.

Provningen är gjord på borrkärnor. Resultat:

Trögerslitage (medelvärden):

Sträcka/ Belägg- Slitage, cm3

Bindemedel ning 0-2 p* 2-18 p*

1,.4 % PmB ABS 2.6 10.3 (0.2)**

2, PmB 20, utan fiber ABS 2.2 8.6 (0.7)

3, PmB 20, med fiber ABS 2.2 10.2 (1.7)

4, 6 % PmB, linjär ABT 1.9 13.1 (0.6) 5, 6 % PmB, pen 180 ABT 2.1 13.9 (0.3) 6, Styrelf ABS 2.4 11.5 (1.1) 7, B 85 HABS 2.7 10.5 (1.5) 7.2 2 8,,B 85 HABT 20. *) antal slitageperioder **) standardavvikelse

ABS erhåller ungefär samma avnötning oavsett typ av

bindemedel.

ABT skiljer sig markant. PmB förbättrar slitstyrkan med ca

50 %. Det är dock viktigt att påpeka att hålrum,

bindemedelshalt och kornkurva skiljer sig åt vilket försvårar direkta jämförelser. Sträcka 8, HABT, erhöll

högre hålrum än sträckorna 4 och 5.

Som väntat nöts ABS betydligt mindre än ABT, speciellt när

inte PmB ingår i receptet. Effekten av PmB är påtaglig för

ABT medan ABS inte verkar påverkas i någon större

omfattning. Stenhalten överlagrar tydligen inverkan av bindemedel.

4.6 Finsk PWR-test

I Finland har sedan mitten av 80-talet asfaltbeläggningars slitstyrka testats enligt "Paving Mixture Wear". Metoden

går ut på att tre dubbade gummihjul nöter en cylindrisk

provkropp på mantelytan (sidan). Både borrkärnor och

Marshallprov går att testa. Provet nöts i två timmar i vått

tillstånd vid +5°C. Metodbeskrivning framgår av bilaga 4.

Då PWR-metoden bedömdes intressant som ett alternativ till Tröger (även provvägsmaskin) översändes till VTT i Finland tre prov per sträcka för analys. Marshallinstampade prov undersöktes beroende på att borrkärnorna från provvägen var

för tunna att testa. Provkroppen måste ha 50

ll

mm enligt metodbeskrivningen. Finsk PWR-test (medelvärden):

en minimihöjd av

Sträcka/ Belägg- Slitage Jämförande

Bindemedel ning Trögerslitage

cm3 cm3

1, 4 % PmB ABS 18.1 (1.4)* 10.3 (0.2)*

2, PmB 20, utan fiber ABS 18.1 (2.1) 8.6 (0.7)

3, PmB 20, med fiber ABS 19.8 (1.7) 10.2 (1.7)

4, 6 % PmB, linjär ABT 39.4 (2.8) 13.1 (0.6) 5, 6 % PmB, pen 180 ABT 37.1 (4.1) 13.9 (0.3) 6, Styrelf ABS 20.4 (3.0) 11.5 (1.1) 7, B 85 HABS 21.9 (1.4) 10.5 (1.5) 8, B 85 HABT 42.6 (5.9) 20.2 (1.2)

*)

Korrelationen, r, mellan PWR och Tröger är 0.86.

standardavvikelse

Effekten av PmB är ganska liten för samtliga recept.

Referensproven får något högre avnötning än PmB men

skillnaden är liten. Noterbart är att ABT med PmB

inte förbättras på samma sätt som vid Trögermetoden där en

markant skillnad konstaterades.

Skillnaden mellan ABS och ABT är avsevärd, ca halva slitaget för ABS.

4.7 Fortsatt uppföljning

Följande uppföljning planeras det närmaste året (1991):

På * $ * a -* vägen:

Avnötningsmätning, 5 linjer per sträcka, laserprofilometer

Texturmätning, RST-bilen

Besiktning och fotografering

Trafik och dubbfrekvensmätning .Eventuellt nya borrkärnor

Borrkärnor:

* 'k *

Utmattning (om utrustningen är ledig)

Dynamisk kryptest (om utrustningen är klar) Vatten och frostbeständighet

12

5 KOMMENTARER

Det är ännu för tidigt att dra några mer långtgående slutsatser om provvägen, bl a av den anledningen att

avnötningen vintern 1989-90 inte blev mätt. RST-laser är

för detta ändamål en för "grov" metod. Ingenting av

fältmätningarna hitintills tyder på några markanta

skillnader mellan PmB-sträckorna eller mellan PmB- och

referenssträckorna. Som väntat skiljer sig ABS och ABT åt

när det gäller textur och friktion. Slitlager av typ skelettasfalt ger vägbanan en skrovligare yta än tät asfaltbetong pga den höga stenhalten vilket Också mätresultaten visar.

Den specialstudie av massornas separationsbenägenhet som

gjordes med värmekameror efter asfaltläggaren visar att

svalare partier fått högre hålrum och lägre bindemedelshalt

än'intilliggande jämförande varmare partier. Detta gäller framförallt ABS. De svalare partierna förekom huvudsakligen

inom lastbytesområdena.

Resultaten från laboratorieprovningarna är i en del fall oväntade. Inverkan av polymermodifieringen har varit

mindre än väntat på egenskaper som pressdraghållfasthet,

modulvärde och statisk kryptest, något som stämmer dåligt överens med utländska erfarenheter (jfr VTI Notat 121).

Skillnaderna är små mellan olika varianter av ABT och ABS

med undantag för ABT med mjukt bindemedel (B 180) som

erhåller avvikande (sämre?) mekaniska egenskaper än övriga

blandningar. Det återspeglas dock inte på vägen genom ökad

spårbildning eller dylikt.

Tröger och finsk PWR-test tyder på att PmB förbättrar

slitstyrkan hos tät asfaltbetong. Effekten av PmB är betydligt mindre eller ingen alls för skelettasfalt.

Som väntat innebär den högre stenhalten i ABS jämfört med ABT ökad slitstyrka. Skillnaderna mellan de olika PmB är

liten. Provningarna har utförts vid temperaturerna O resp +

5 0C. Finska resultat tyder på att PmB främst vid lägre

temperaturer förbättrar beläggningens slitstyrka (VTI Notat 121).

Det kan ifrågasättas om provningsmetoder, utvecklade för

"normal" asfaltbetong med kontinuerlig gradering också kan

tillämpas för stenrika slitlager, typ HABS. Tillsats av fibrer och polymerer möjliggör även tjockare

bindemedelsfilmer på stenarna. Vid statisk kryptest mäter man snarast en konsolideringsprocess, innebärande att

asfalt pressas bort från stenkontakter. I verkligheten uppstår det dock en omorientering av stenar genom

trafikpåkänningen. Någon typ av skjuvförsök eller

13

bäst. Vid kryptestet har två tunna provkroppar lagts på

varandra för att komma upp till föreskriven höjd (60 mm),

något som innebär en ökad osäkerhet.

Mätning av resilientmodul och pressdraghållfasthet har gjorts på mycket tunna provkroppar (31-36 mm i tjocklek).

Det är tveksamt om man i sådant fall får fram

representativa värden på mekaniska egenskaper. I en

vägbeläggning "låses" stenskelettet genom spänningar som

påförts vid vältningen och man får ett sidotryck. Denna

effekt går mer eller mindre förlorad i tunna provkroppar, speciellt vid högre temperaturer (funktionen hos dränerande

asfaltbetong är till mycket stor del beroende av denna

sidospänning). Dessutom belastar man provkroppen (gäller

borrkärnor) fel i förhållande till stenorienteringen.

Anvisningar för laboratorieprovning inom

SHRP-LTPP-programmet säger att modulvärden inte får bestämmas på borrkärnor som är tunnare än 75 mm.

Skiss över provvägen. BHaga 1 8/015 7/805 5/875 4/820 4/390 3/760 2/630 1/795 1/120 0/000

ARBOGA 61 61 64 64 56 56 __é-â__ 63 65 66 66 67 67 02 6h ___QÄL 02 63 02 59 59 58 5A _--_- 56 52 __§E__ 8 f 8 f OREBRO 8/015 7/825 5/840 4/ 760 4/345 3/690 2/650 1/835 1/135 0/000 90 HABT 85 150 TON 890911 90 HABS ORDINARIE PROD. 90 HABS B 85 750 TON 890905 90 ABS

STYRELF (EJ FIBER) 300 TON 890901» 90 ABT POLYMERPRODUKT PEN 180 POLYMERHALT 6% 450 TON 90 ABT LINJAR POLYMER POLYMERHALT 6% 1TAT KURVA 620TON 2 SPRÃNGKURVA 170 TON 90 ABS PNB 20 POLYMERHALT 6% FIBER 600 TON 890830 90 ABS PMB 20 POLYMERHALT 6% UTAN FlBER 500 TON 890829 90 ABS POLYMERBINDEMEDEL POLYMERHALT 4% 800 TON 8908 28

BHagaZZ

Sammanstä11ning av 1ab.pr0vning på stenmateria] och bindemede]

Produkt Str. Mjukpunkt Penetr.25°C Visk.180°C

(°C)

(dmm)

(mmz/sec)

PMB 20 2, 3 95 110 550 PMB 4% polymer 1 92 120 220 PMB 6% polymer

(penetration 180)

5

93

170

400

PMB 6% polymer (linjär) 4 85 110 220 5 Stenmaterialen har följande egenskaper:

Material Fraktion LT-index Flisig- Spröd- Slip-

Komp-3 5 hetstal hetstal värde dens.

Kvartsit 8-11.2 81 99 1.29 46 0.86 2.65

11.2-16 - - 1.25 42 -

Bi1aga 3

Recept och kva1itetsk0ntr011

fibrer 0.2%

fibrer 0.2% fibrer 0.23%

fibrer 0.25% Recept

snackå'iåêêâ'ääåáêái"'2;;;'§;5;;;;;;'§;;;;3g;'1;;;;;.;';.;.;;5;;

. _

,-,;;

kadam Makadam

-

--ton hal; f111e; f111e: O-å 2-5 4-8 8-12 12-16

1 "måga"""âiå""§T;""""gtg---;;:;---;---

₁₃₀

_5.4

_5.7

_3.5

_15.7

_71%

_ååÃ;

_:gig

_2:2

0 5.5 5.7 3.5 16.7 7.1 12.7 42.1 5.5

2

150

5.8

5.7

3 5

_.

16 6

_.

7 1

.

12 5

. 42.2 5.5 345 5.9 5.7 3.5 16. 7.1 12.5 42.1 5.5 3 423 6.4 5.7 3.5 16.4

låg

5.3

5.7

3.5

16.4

;21

âåig

21:;

2::

6.3 5.7 3.5 16.4 7.1 12.5 41.7 5.5 4 620 6.7 5.2 1.3 43.9 8

2;

6.7

5.7

1.7

41.9

sig

15:3

13:;

13:;

6.4 6.7 1.7 42.0 5.6 .0 18.8 18.8 5 182 6.3 5 2_° 1 3_- 44 3_- e 4_. 15.9 9.3 9.3 283 6.5 5.2 1.3 44.1 8.4 15.9 9.3 9,3 5 305 5.6 5.7 3.5 16.6 7.1 12.5 42.4 6.6 7 770 5 4 5.7 3.5 15.4 7 1 12.5 41.7 6.6

§________ __ffä ____ __f_{____§:z _____ __glg_

44.3

5 9

22.0

9

5,3

Bindem8d61ha1terna avser arbetsrecept_ . . . - - - . - . - . - . . . - - . - - . - - ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ° - - - --

--Stenmateritha1terna avser invagningsrecept.

Sammanstä11ning av NKA:s produktionskontro11.

Strä- Bind.ha1t Hå1rum Ha1t Avvik21se från recept

cka recept kvartsit Bind.ha1t 0.075 2 0 4 0 8.0

1 5.2 3.7 61 0.02 0 0.4- 1.3 2.5-5.4 2.2 55 0.07- 0.6- 0.4- 0.6 0.6-5.6 - 56 0.12- 0.3- 0.0 0.8 2.0-2 5.8 1 7 57 0.23- 0.2- 0.4- 0.8- 3.1-5.9 - - 0.07- 0.6- 1.4 1.3 1.2-3 6.4 1 56 0.13 0 2 1.1 0.9 2.1-6.4 - 51 0.09 0 5- 0.4 1.3 3.2 4 6.7 1 37 0 12- 0.4 1.2 2.9- 0.3 6.4 - - 0.18 2.2 0.0 3.0- 3.8-5 6.3 0.9 26 0.06 0.5 1.9 5.6 6.2-6.5 - 16 0.12 3.0 2.0 6.9 3.9 6 5.6 2.0 55 0 02 1 0 1.0 0.8 2.4-7 6.4 1 9 61 0 18- 0 2- 0.0 2.6- 5.6-8 6.1 2 6 15 0 14- 0 9 0.0 3.6 5.3

10. 11. 12, 13.

Bilaga 4

Simal (2)

TRÖGERPROVNING ENLIGT VTI

Vid behov plansåga provkropparna till ca 25 mm.

Vid sågning måste provkroppen torkas i 7 dygn i rumstemperatur.

Skrymdensitet enligt DIN bestäms.

Provkroppen vakuummättas i 1.5 timme i 30 mbar.

Provkroppen vattenlagras 1 dygn i 0 grader C.

Köldblandning: 20 % sprit/vatten.

Provkroppen blåses yttorr med tryckluft.

Provkroppen vägs.

Provkroppen slits 2 perioder i Tröger. (40 s slitage - 40 s vila - 40 s slitage).

Provkroppen blåses ren med tryckluft och vägs.

Provkroppen kyls i vattenbad till 0 grader C (minst

30 min).

Provkroppen slits 4*4=16 perioder med kylning och

Vägning var 4:e period.

Två värden fås på varje provkropp:

B:1 Inslitning = bortsliten volym efter de 2

första perioderna

B:2 Trögerslitage - den bortslitna volymen på de

16 sista perioderna

Obs! Vid all Vägning gäller yttorr provkropp (blåst med tryckluft).

Pistolen nedmonteras och rengöres. Nålar och

nålhållare läggs ca 1 tim i lacknafta och torkas av

och smörjes in lätt med tunn olja. Görs efter var

14. där HHagazL

SHM 2(2)

Beräkning: B - C Initialslitage = --- -- ( cm3 ) A C - D Trögerslitage = --- -- ( cm3 ) A A= Skrymdensitet enligt MBB-27

B= Provkroppens vikt före slitage, g

C= Provkroppens vikt efter 2 perioder, g

D= Provkroppens vikt efter 18 perioder (2+16), g

W

69%29 Qâg<âl <3<Qz Z?

HHagaES

_1._

Metodbeskrivning PwR-test

TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

VTT 3206-87

(TIE 406)

PAVING MI

l.

XTURE. WEAR

AIM OF METHOD

The method is aimed at determination of the wear properties of paving mixtures with a special test cylinder abrasor.

SCOPE OF METHOD

The apparatus is intended primarily for determination of the wear resistance of pavement samples made of paving

mixture. It can also be used to study solid samples drilled

of stone and cast test cylinders, for instance thermoplasti road marking materials in different test conditions. The temperature can vary from -20°C to room temperature, and the wear resistance cad be tested dry or wet.

SOURCES

The apparatus and the method have been developed at the

Road and Traffic Laboratory of VTT.

TEST METHOD Principle

The wear apparatus directs impacts and scratches on the

sample surface with normal studs used in passenger car

tyres, and does thus simulate rather well the wear caused by studded tyres.

The sample is worn for 2 h wet at +5°C. Wear is given in weight difference or change of volume in the test.

Apparatus and utensils

The wear apparatus consists of a base holding the sample, a rotator comprising three studded wear tyres

and an engine moving the rotator device up and down

and around (Figure 1). The apparatus has been placed in a cupboard whose temperature can be lowered to

20°C (Figure 3).

a)

v

Key words

BITUMINOUS PAVING MIXTURES WEAR

BHagaES

_2._

The rotator of the wear apparatus consists of three (o 90 mm, width 25 mm) studded rubber tyres fixed at the same plane on different sides of the rotator. The

studded tyres rotate on the circle of a cylinder shaped stationary sample wearing the side of the sample. Each rubber tyre has 30 Kometa P8 100 NR studs with an

average protrusion of 1,5 mm.

The surface of the sample is pressed with each tyre

with a spring force of 80 N. One tyre is in the rotatio

direction and the two others deviate 5° from this

direction in different directions. The rotating speed

of the rotator can be adjusted from 0 to 920 r/min.

The usual rotation speed in a wear test is 450 r/min.

To avoid wearing the sample at the same place, the

eccentric engine moves the rotator 5 mm up and down. During the wear test the surface of the sample is continuously sprayed with +5 water from one nozzle

60 - 70 l/h.

b) Water cooler, Lauda cryomate RK20

c) Temperature measurement with 3 sensors (cupboard, water, sample)

d) The rubber tvres of the rotator are vulcanised by

Vantaan kumitekniikka, Kivipyykintie 7. The hardness of the rubber is 50 shore.

e) The rims are made by VTT/KOJ.

f) Mould made for drilling of stud holes (Figure 2).

Manufacture and preliminary treatment of specimens

A drilled of tamped o 100 mm asphalt sample is glued on

the steel base of the wearing apparatus. When the glue

(Kombi-Rapid, 5 min) has dried, a hole is drilled in the

lower edge of the sample for temperature measurement. The

sample is weighed with its steel plate in air and in water. The water wetting the sample is adjusted to +5°C.

Test method

The wear test is conducted with studded tyres which have

pre-worn the drill sample for two hours before the actual

test (so-called blunting drive). The tyres are changed

BHagafS

.. 3 _.

Installation of the sample in the wearing apparatus.

The temperature measuring tube is installed in the drilled hole, is plugged with sticker and tape. The sample is

fastened on the magnet table. The table and the steel base shall be absolutely clean. The sample with its magnet

table are lifted to the right height and fastened. - The sample is tempered to +5°C.

Wear drive. The lock pins of the rotator are released and the contact of the tyres is checked.

The apparatus is started.

After two hours wear, the sample is taken from the

apparatus, dried and weighed with its steel base. The

samples and bases are weighed also in water if the wear is

to be given also in cm3. Figure 4 shows a typical worn

sample.

Presentation of results

The results give wear in grams and volume units (cm3). The

density of the sample is also given. Four parallel tests

are made.

Accuracv and repeatabilitv

The standard deviation of four parallel samples is <1O % of the mean.

Bijaga 5

Eccentric engine

(5 mm up and down) Rotator Uh4n01/mm)

f

[__\

r_-?hb I I

I

1%;

Å 3 studded rubber tyres of which

L ,in one goes straight and the other - L ' 5° deviating to opposite

direc-r 2 tios

jázâ7<

Specimen

'Figure 1. wearing apparatus of

the asphalt test cylinder.

Figure 2. Perforation of

b1|aga 3

_ ._

NFigure 3. wearing apparatus

in the test Chamber