Vägbeläggningars halkkänslighet : Undersökning på E4 vid Nyköping 1982-1985 (Susceptibility to icing on road pavements on the E4 at Nyköping 1982-85)

_

309

1986

Vägbelaggningars halkkanslighet

Undersökningar på E4 vid Nyköping 1982-1985

Kent Gustafson

Väg'och Trafik-

Statens väg- och trafikinstitut (VT!) * 581 01 Linköping

Institutet sw.eaish Road and Traffic Research Institute * S-581 01 Linköping Sweden

ä

V7'Ira??

7.986'

Vägbeläggningars halkkänslighet

Undersökningar på E4 vid Nyköping 7982-7985

Kent Gustafson

Vag- 00/1

Statens väg- och trafikinstitut (vr/1 - 58 1 0 1 Linköping

t Swedish Road and Traffic Research Institute 0 8-58 1 0 1 Linköping Sweden

FÖRORD

Friktionens variation på olika slitlager under barmarksförhållanden är relativt väl känd. Friktionsegenskaperna vintertid under olika väglags-förhållanden är däremot inte lika väl undersökta. Vintertid pâverkas friktionen bla i stor utsträckning av vinterväghållningsåtgärder som t ex saltning och plogning och friktionen är vanligtvis resultatet av samspel mellan beläggning och driftätgärd.

Under tre vintersäsonger 1982/83-1984/85 har VTI's vägavdelning på

Vägverkets uppdrag mätt friktionen på några olika beläggningstyper på väg E4 vid Nyköping under olika vinterväglagsförhållanden. Represente-rade beläggningstyper har varit massabeläggning, ytbehandling, slam-försegling, dränasfalt, Rubit och Verglimit. I föreliggande rapport redovisas resultatet från dessa mätningar.

Parallellt med ovanstående undersökning har projektet också komplet-terats med provsträckor (massabeläggning, dränasfalt, Delugrip och

ytbehandling) på väg 796 utanför Linköping. Undersökningen här

av-slutas efter den tredje vintersäsongen 1986/87 och kommer att redo-visas i institutets rapportserie.

Projektet har bekostats med medel från Vägverket och till en mindre del av egna medel.

Linköping i augusti 1986.

Kent Gustafson

INNEHÅLLSFÖRTECKNING REFERAT ABSTRACT SAMMANFATTNING SUMMARY 1. INLEDNING, BAKGRUND

2. UNDERSÖKNINGENS SYFTE OCH OMFATTNING

3. BESKRIVNING AV MÄTSTRÄCKOR 4. MÄTMETODER 4.1 Friktion 4.2 Textur, dräneringsförmåga 4.2.1 Sandfläcksmetoden 4.2.2 Utflödesmätning 4.2.3 Mobil laserprofilmätning 4.2.4 thotografering 4.2.5 Texturmått 5. RESULTAT - TEXTUR 6. RESULTAT - BARMARKSFRIKTION 7. RESULTAT - VINTERFRIKTION 7.1 Vintern 1982/83 7.1.1 Sammanfattning vintern 1982/83

7.2

Vintern 1983/84

7.2.1

Sammanfattning vintern 1983/84

7.3 Vintern 1984/85

7.3.1

Sammanfattning vintern 1984/85

8. SAMMANFATTANDE SYNPUNKTER Referenser Bilagor VTI RAPPORT 309 Sida II III IV 10 11 11 11 13 14 14 18 25 26 27 35 39 48 56 62 68

VÄGBELÄGGNINGARS HALKKÄNSLIGHET Undersökningar på E4 vid Nyköping 1982-1985 av Kent Gustafson

Statens Väg- och Trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING

REFERAT

Under vintrarna 1982/83-1984/85 har VTI's V-avd utfört friktionsmät-ningar på olika beläggningstyper med syfte att undersöka deras friktion under olika vinterväglagsförhållanden och under inverkan av halk-bekämpningsåtgärder. Friktionen har uppmätts på provsträckor på E4 vid Nyköping och har omfattat slitlagren massabeläggning, dränasfalt, slamförsegling, Rubit, Verglimit samt enkel och dubbel ytbehandling. De ytbehandlade sträckorna har varit av olika årgång och ur texturhän-seende har variation frånmycket grov till mycket fin struktur erhållits under mätperioden.

I rapporten redovisas resultatet av friktionsmätningar utförda vid varierande vinterväglag. Friktionen har i många fall uppmätts i sam-band med halkbekämpningsinsats och dess variation före och efter åtgärd har kunnat studeras. Genom mätningarna har en viss uppfattning om olika slitlagertypers halkkänslighet i allmänhet och då speciellt texturens inverkan på halkkänsligheten kunnat erhållas.

Inom ramen för det redovisade projektet har senare kompletterats med ytterligare provsträckor omfattande enkel och dubbel ytbehandling, massabeläggning, dränasfalt och friktionsbeläggningen Delugrip.

Resul-tatet av tre vintrars (1984/85-1986/87) undersökning på dessa sträckor

kommer att redovisas i en VTI Rapport och tillsammans med föreliggan-de resultat kan olika slitlagertypers halkkänslighet ännu bättre

uppskat-tas.

II

SUSCEPTIBILITY TO ICING ON ROAD PAVEMENTS

Investigations on the E4 at Nyköping 1982-1985 by Kent Gustafson

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI)

5-581 01 LINKÖPING

ABSTRACT

During the winters of 1982/83-1984/85, the VTI's Road Division carried out friction measurements on various wearing courses with the aim of studying their friction in various winter conditions and when deicing measures were implemented. Friction was measured on test sections along the E4 at Nyköping and included wearing courses consisting of dense and open-graded asphalt pavements, slurry sealing, rubber asphalt, Verglimit and single and double surface dressing. The surface-treated sections were of various ages and textures varying from very coarse to very fine structure were obtained during the period

of observation.

The report describes the results of friction measurments conducted in varying winter conditions. In many cases, friction has been measured in conjunction with deicing measures, studies being made of the difference in friction before and after these measures. It has thus been possible to obtain some idea of the general slipperiness of the various wearing courses and in particular the influence of texture on slipperiness.

Work on the project has later been extended to cover further test sections comprising single and double surface dressing, dense and open-graded asphalt pavements and Delugrip friction pavement. The

results for three winters' studies (1984/85-1986/87) of these sections

will be documented in a VTI Report. Together with the present results, it should be possible to obtain an even better idea of the slipperiness of different wearing courses.

III

VÄGBELÄGGNINGARS HALKKÄNSLIGHET Undersökningar på E4 vid Nyköping 1982-1985 av Kent Gustafson

Statens Väg- och Trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

Med syfte att kartlägga olika slitlagertypers halkkänslighet vintertid

och slitlagrets inverkan på halkbekämpningsinsatsen har VTI på

Vägverkets uppdrag utfört undersökningar på E4 vid Nyköping. Friktionsmätningar på provsträckor med olika slitlagertyp har under varierande väderleks- och väglagsförhållanden pågått under tre vinter-säsonger 1982/83-1984/85. Friktionsmätningar har ofta utförts i sam-band med halkbekämpningsåtgärder. Undersökningen har även komplet-terats med referensmätningar höst och vår omfattande barmarksfrik-tion, textur och dräneringsförmåga.

I försöket har ingått följande slitlagertyper: Massabeläggning, enkla och

dubbla ytbehandlingar (YlB och YZB), dränasfalt, slamförseglad

ytbe-handling, gummiasfalt Rubit och Verglimit. Massabeläggningen är en tät HAB med jämn yttextur. Ytbehandlingarna är av olika ålder samt med varierande bindemedel och sten. Ytbehandlingarna har därigenom fått

varierande yttextur som också senare förändrats på grund av slitaget. I

texturhänseende har variation från mycket grov till mycket fin struktur erhållits under perioden. Dränasfaltbeläggningarna är både av konven-tionell, HABD, och speciell typ med tillsatser. Rubit är en asfaltbetong med inblandning av gummikorn och i Verglimitbeläggningen har

salt-korn, främst bestående avCaClz, inblandats.

I rapporten redovisas resultatet av ett stort antal friktionsmätningar utförda vid varierande vinterväglag under tre år. Huvuddelen av mät-ningarna är utförda vid väglag i samband med snöfall, men flera tillfällen med rimfrost, isbark, is etc finns också.

IV

Massabeläggning, t ex HAB har i allmänhet god barmarksfriktion som dock försämras vid väta och då speciellt om ytan är mycket slät. Vintertid vid snö- och isväglag är friktionen oftast sämre än påslitlager med grövre textur, t ex relativt nya ytbehandlingar. I en del fall kan emellertid slät massabeläggning ha bättre friktion än grövre slitlager-typer genom att den lättare kan fås ren från is och snö med halkbe-kämpningsåtgärder.

De ytbehandlade sträckorna var på grund av ålder och slitage olika i texturhänseende. Sambandet mellan textur och vinterfriktion har däri-genom kunnat studeras, dock i begränsad omfattning på grund av ett onormalt stort slitage. Friktionsmätningarna visade sammanfattningsvis att en grov textur i många fall är positiv ur halksynpunkt vintertid. Detta kunde speciellt ses då ytbehandlingarna var nya och grova. Den positiva friktionseffekten vid jämförelse med slät massabeläggning avtog dock i och med texturens utjämning, i detta fall redan efter en vinter, men under mer normala förhållanden bör effekten kvarstå något eller några år längre. Den första vintern hade en dubbel ytbehandling YZB med gummimodifierat bindemedel speciellt goda friktionsegenska-per i vinterväglag. Den andra vintern var emellertid effekten borta och beläggningen jämförbar med övriga slitna ytbehandlingar.

Dränasfalt_ har på grund av dess öppna struktur i allmänhet goda friktionsegenskaper under barmarksförhållanden och då speciellt vid regnväder. De vinterproblem, främst större rimfrostbenägenhet och behov av större halkbekämpningsinsats, som beskrivits i flera rapporter har uppträtt relativt sällan i de redovisade försöken. Dränasfaltsträc-korna har haft samma eller i en del fall bättre friktion är övriga sträckor, vilket dock delvis hänger samman med att dränasfaltsti'räckor-na mestadels haft en intensivare halkbekämpning på grund av överlapp-ning från två arbetsområden. Endast vid några enstaka fall, speciellt den första vintern kunde tendens till större halkbenägenhet jämfört med flertalet övriga slitlagertyper iakttas.

De två s k halkhämmande beläggningarna Rubit och Verglimit har vid några halktillfällen haft en något bättre friktion än flertalet övriga sträckor. I allmänhet vid vinterväglag, mestadels snöväglag, var dock

friktionen jämförbar med den hos en vanlig massabeläggning. Väglag typ

rimfrost, isbark och åtpackad snö/is, d v 5 väglag där Rubitens och

Verglimitens eventuella halkhämmande funktion mer kan komma till sin rätt var mindre förekommande bland mätningarna.

Inom ramen för detta projekt och parallellt med den redovisade undersökningen har friktionsmätningar också utförts på massabelägg-ning, dränasfalt, friktionsbeläggning Delugrip och ytbehandlingar på provsträckor utanför Linköping. Efter en tredje mätsäsong 1986/87 kommer dessa resultat att redovisas i rapport från institutet.

VI

SUSCEPTIBILITY TO ICING ON ROAD PAVEMENTS

Investigations on the E4 at Nyköping 1982-1985 by Kent Gustafson

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI)

Linköping

5-581 01 Sweden

SUMMARY

At the request of the National Road Administration, the VTI has conducted investigations on the E4 at Nyköping with the aim of assessing the susceptibility to icing of various pavements in wintertime and the influence of the wearing course on deicing measures. Friction measurements on test stretches with different types of wearing course have been performed under varying weather and road surface conditions for three winters, 1982/83-1984/85. The friction measurements have often been carried out in connection with deicing measures. The investigations have been extended with reference measurements during autumn and spring regarding dry surface friction, texture and drainage capacity.

The investigations covered the following types of wearing course:

asphalt pavement, single and double surface dressings (YlB and Y2B),

drained asphalt, slurry-sealed surface dressing, Rubit rubber asphalt

and Verglimit. The asphalt pavements are of various ages, with varying

binders and aggregates. The surface dressings thus have varying surface textures which have later undergone change owing to wear. Textures varying from very coarse to very fine have been encountered during the period of the investigation. The drained asphalt pavements are both of

conventional type (HABD) and of special types with additives. Rubit is

an asphalt concrete with an addition of granulated rubber, while Verglimit contains salt granules, mainly CaClz.

The report describes the results of a large number of friction measurements performed under varying weather conditions over three years. The majority of the measurements have been made under road

VII

conditions affected by snowfalls, others on occasions when roads were

affected by hoar frost, glaze or black ice.

Asphalt pavement, such as HAB, generally offers good friction on a clear surface, although this deteriorates when wet, especially when the surface is very smooth. Friction in conditions of snow and ice is often poorer than on wearing courses with a coarser texture, such as relatively new surface dressings. In some cases, however, a smooth asphalt pavement may offer better friction than coarser types of wearing courses since it is easier to clear from ice and snow.

The texture of the surface-dressed stretches differed owing to age and wear. It has thus been possible to study the relation between texture and winter friction, but only to a limited extent because of abnormally high wear. In general, the friction measurements showed that a coarse texture is in many cases positive from the aspect of slipperiness in

wintertime. This was particularly noticeable when the surface dressings

were new and coarse. However, the positive effect on friction in a

comparison with asphalt pavement diminished with increasing

smoothness of texture. In this case, this effect was noticeable already after one winter, but under more normal conditions the improvement in friction should remain for a year or more longer. During the first winter, a double surface dressing, YZB, with arubber-modified binder demonstrated especially good friction properties in winter road conditions. During the second winter, however, this effect had disappeared and the pavement was comparable with other worn

pavements.

Owing to its open structure, drain asphalt pavement generally offers good friction properties under clear surface conditions, especially in rainy weather. Little of the winter problems described in several other reports, principally greater susceptibility to hoar frost and the necessity of more salt to ceep it clean, have been observed in the investigations reported here. The drained asphalt stretches have shown equal or in some cases better friction than other stretches, partly

because of more intensive deicing on the drain asphalt through the

overlapping of two road management areas. Only in a very few cases

VIII

especially the first winter, there was a tendency towards a greater

susceptibility to icy conditions.

Under some icing conditions, the rubber asphalt Rubit and Verglimit have shown somewhat better friction than most of the other stretches. However, friction was comparable with a normal asphalt pavement, usually in winter road conditions, principally snow. Conditions with hoar frost, thin ice and packed snow/ice, i.e. conditions where the possibly ice-resistant action of Rubit and Verglimit would be more noticeable, were less frequent among the measurements.

Parallel to the reported investigation, the project included friction measurements on asphalt pavement, drained asphalt, Delugrip friction course and surface dressings on test stretches outside Linköping. Following a third winter of investigations, 1986/87, these results will be published in a report from the VTI.

1. INLEDNING, BAKGRUND

Olika slitlagers friktionskarakteristik under barmarksförhållanden är relativt väl känd. Friktionens beroende av hastigheten på en våt vägbana kan t ex åskådliggöras schematiskt i enlighet med figur 1 för vägytor med varierande textur. Vid vått väglag är friktionen vid högre hastighet betydligt lägre på enslät och glatt yta än på en skrovlig och rå yta, ett förhållande som ur vattenplaningssynpunkt är av stor vikt.

fr

ik

ti

on

hastighet

Figur 1 Friktionens beroende av hastigheten på våt vägbana. Enligt

Ohlsson, E, 1979.

Coefficient of friction at different speeds on a wet surface. (Ohlsson, E, 1979).

Friktionens variation på olika slitlager under vinterförhâllanden är däremot inte lika väl undersökt. Den resulterande friktionen vid olika vinterväglag påverkas av beläggningslagretoch dess egenskaper. Väg-ytans färg kan t ex inverka på yttemperaturen och därmed i vissa fall

även på halkbildning. Störst betydelse har dock kanske beläggnings-1agrets ytstruktur. Vid vissa väglag, t ex rimfrost och tunnare snö- och

isskikt, inverkar förmodligen en grov ytstruktur, t ex på en

ytbehandling, positivt på friktionen. Stentopparna kan vara fria från snö och is och därmed bidra till en relativt hög friktionsnivå. Vid andra väglag t ex i samband med och efter starkare snöfall, kan en grov struktur däremot i vissa fall vara till nackdel. Snön kan fastna mellan stentopparna och det kan också vara svårare att med halkbekämpning få ytan ren från snö och is.

Exempel på hur slitlagret och dess struktur påverkar friktionen har framkommit vid undersökningar både i Sverige och utomlands.

Frik-tionsmätningar utfördes t ex vid provvägen Lasele 1973 före (tät AB)

och efter ytbehandling (YlB) av vägen och resultaten redovisas i Gustafson, K, 1978. Det framgår därav att ytbehandlingen haft en

positiv effekt på halkbenägenheten. Vid halkundersökningarna

hösten/vintern 1976 på den täta asfaltbetongen var medelfriktionen lägre än 0,2 vid 10-20 °/o av antalet mätningstillfällen. Vid mätningarna på ytbehandlingen hösten/vintern 1977 förekom däremot inte någon mätning, där medelfriktionen var lägre än 0,2.

VTI har undersökt hur olika standard på vinterväghållningen påverkar

bl a friktionen på vägbanan (Öberg, G, 1981). Vid jämförande mätningar

på en sträcka med massabeläggning (HAB) och en sträcka med

ytbe-handling på Rv 34 blev resultatet vid ett tillfälle med snöfall att

ytbehandlingen inte blev lika ha1 som massabeläggningen, men att det hala väglaget varade längre på ytbehandlingen. Vid mätningar på enslät

(HAB) och en skrovlig yta ("fransk" YlB) på E4 har ytbehandlingen inte

blivit lika hal vid snöfall som massabeläggningen.

I försöken med osaltade vägar som genomfördes av VTI i Östergötland 1980-1983 uppmättes bl a friktionen vid vissa tillfällen under en vinter på Rv 55. På vägen finns en beläggningsskarv mellan en ytbehandling Y2B och en massabeläggning HAB. I allmänhet uppmättes något högre

friktion på ytbehandlingen än på massabeläggningen vid tunna

is/snöskikt. Ett exempel på ett tillfälle med extrem skillnad visas i VTI

Rapport 282 (Öberg, G et.al. 1985) och återges i figur 2.

mmm: FRICTION

fann han han:

1.0 00 0.6 0.:. 0.2 _{HÄTSTRÄCKANS} LÄNGDlm) 0'0 m ;00 700 LENGTH OF TEST STRETCH lm) YTSEHANDLWG YUWBZI __ W

DOUBLE SURFACE DRESSING ASPHALT CONCRETE

Figur 2 _{Friktionen på två olika beläggningar vid mätning på Rv 55}

vid etttillfälle med lös snö 1982-11-19. (VTI Rapport 282).

Coefficient of friction on surface dressing YZ (rough) and dense asphalt HAB (smooth) on a day with loose snow 1982-11-19 at road Rv 55. (From VTI Report 282).

I ett annat VTI-försök (statistiskt), (Björketun, U 1984), har undersökts två olika beläggningars (mjuk asfaltbetong, MAB, och ytbehandling, YlB

och YZB) betydelse för olyckskvoten (olyckor/trafikarbete) vid olika

väderleksförhållanden. Analysresultaten, som dock är något osäkra, pekar mot att ytbehandling förmodligen kan innebära en olycksreduk-tion med 10 % i jämförelse med MAB.

Dränerande asfaltbetong har under senare år fått en ökad användning på grund av dess positiva egenskaper i form av förbättrad avvattning av ytan vilket bl a leder till bättre våtfriktion (mindre risk för vatten-planing), mindre fordonsstänk och bättre reflektionsförmåga i mörker. Reduktion av buller är ytterligare en fördel. Dränasfaltens egenskaper vintertid har emellertid inte varit lika goda. Från t ex Belgien (Decoene, Y, 1983 och - "Le comportement ...." 1985) och Schweiz (Köster, H, 1985) redovisas att dränasfaltbeläggningar i många fall har sämre väglagsförhållanden än konventionella massabeläggningar och att

mer salt krävs för att hålla dem rena från snö/is.

Inte lika negativa är erfarenheterna från en amerikansk undersökning

(Besselievre, W, 1979) där vinterväghållningen på öppen asfaltbetong i

fyra stater studerats. I rapporten sägs sammanfattningsvis "data visar att röjningstiden och uppträdandet hos öppen ochtät asfaltbetong inte är identiska. Medan en tät asfaltbetong i vissa fall blir snö- och isfri

snabbare än en öppen asfaltbeläggning är likaså motsatsen sann.

Oavsett hur lång röjningstiden är (tiden till snö- och isfritt) verkar den

öppna asfaltbetongen ha en högre friktionsnivå under de flesta snöstormar. Mer salt behövs inte för att upprätthålla den högre

friktionen."

På marknaden finns idag också speciella beläggningstyper som är utvecklade för att minska halkrisken. Två sådana beläggningar är

gummiasfalt (Rubit) och asfalt med saltinblandning (Verglimit).

Gummi-asfalt innehåller gummipartiklar tillsatta en vanlig Gummi-asfaltbetong. Begränsade friktionsmätningar på några gummiasfaltbeläggningar i

Alaska (Esch, D 1984) vintertid har givit resultat som indikerar en högre

friktion på dessa jämfört med konventionell massabeläggning.

Verglimit är en flerkomponentförening huvudsakligen bestående av CaClz-korn som tillsättes en vanlig AB-massa. Verglimitbeläggningar har sedan 1974 provats i bl a ett flertal europeiska länder som Schweiz, Österrike och Sverige samt USA och Kanada. Verglimiten är dyrare än en normal AB-beläggning och placeras därför i första hand på väg-sträckningar med mycket stor halkbenägenhet, t ex broar. Erfarenhe-terna av Verglimits inverkan på halkkänsligheten är varierande men är i

en del fall positiva (t ex Johansen, J, 1985).

2. UNDERSÖKNINGENS SYFTE OCH OMFATTNING

För att mera ingående studera olika slitlagertypers friktionsförhållan-den vintertid har VTI på Vägverkets uppdrag bedrivit undersökningar på E4 vid Nyköping under åren 1982-1985. Syftet med studierna har varit att kartlägga olika slitlagertypers halkkänslighet vintertid och slitlag-rets inverkan på halkbekämpningsinsatsen. Speciellt intressant har varit att undersöka om det föreligger något samband mellan vägytans textur och dess halkkänslighet.

Mätningarna har utförts på väg E4 Nyköping-Tystberga, ao Vagnhärad

(vintern 82/83 ao Nyköping) inom VfD. I försöket ingick från början slitlagertyperna enkla och dubbla ytbehandlingar (YlB och YZB) av olika

ålder och med varierande bindemedel, dränasfaltbeläggningar (HABD), slamförseglad ytbehandling samt en tät massabeläggning HAB som kan betecknas som "referens". På sommaren 1983 kompletterades sträckor-na med Rubit- och Verglimitbeläggningar.

Studierna har i första hand omfattat friktionsmätningar vintertid under olika väderleks- och väglagsbetingelser. I många fall har friktionen följts i samband med halkbekämpningsinsats genom mätning före och efter åtgärd. Undersökningen har dessutom kompletterats med refe-rensmätningar för att karakterisera ytorna och följa deras utveckling. Barmarksfriktion, textur och dräneringsförmåga har uppmätts.

I föreliggande rapport redovisas resultatet av undersökningarna vid Nyköping.

Projektet "Slitlagertypers halkkänslighet" kompletterades 1984 med ytterligare provsträckor på en mindre trafikerad väg än E4. På väg 796 inom VfE vid Linköping utfördes fem sträckor med massabeläggning

MAB, dränasfalt HABD, Delugrip (tät AB med bra och bättre stenmate-,

rial) samt enkel och dubbel ytbehandling YlB och Y2B. Undersökningen på dessa sträckor sker på samma sätt som vid Nyköping och planeras att pågå t o m vintern 1986/87 varefter rapportering sker.

3. BESKRIVNING AV MÃTSTRÄCKOR

Provsträckorna är förlagda till E4 norr om Nyköping där ett flertal olika beläggningstyper av varierande ålder fanns tillgängliga. För försö-ket eftersträvades att ha samma vägöverbyggnad och koncentrera

sträckornas utbredning för att minimera variationen i lokalklimat.

Avståndet mellan de yttre sträckorna är ca 15 km, varför lokala klimatvariationer kan förekomma, men dessa bedöms dock vara relativt små. Vissa slitlagertyper är dessutom dubblerade för att ytterligare

minska risken för variationer på grund av lokalklimatet.

Vägen är motorväg med högsta tillåtna hastighet 110 km/h och löper

genom varierande öppen och skogig terräng. Senaste uppmätta årsdygnstrafik ÄDT var ca 11000 fordon. Vid en speciell trafikmätning i februari 1982 under ett vardagsdygn (to-fre) var trafiken fördelad enligt figur 3 och 4 som visar timtrafiken i höger körfält i riktning mot Stockholm resp mot Nyköping.

Timtrofik, op (axelpor)

t

400

300

200

.

Å

s >

100 -

x

\ s §1

\

0

6

12

_ 24

(X): skattad

T'mmr

X

Figur 3 _{Timtrafik på E4 vid Nyköping, höger körfält mot Stockholm}

(provsträcka l-9, 19 och 20) under vardagsdygn i februari

1982.

Traffic measured on test sections 1-9, 19 and 20 at

Nyköping during a day and a night in February 1982.

Timtrofik,ap (axelpar)

4

400

2300

\

\\

//

//

//

/

ZOO

/A

//

Z

z

100

M

\

o

6

12

18

'

21.

Timmar

Figur 4 Timtrafik på E4 vid Nyköping, höger körfält mot Nyköping

(provsträcka 10-18) under vardagsdygn i februari 1982.

Traffic measured on test sections 10-18 at Nyköping during a day anda night in February 1982.

Provsträckorna ligger på en bergbitumenöverbyggnad BBÖ med slitlager 8OHAB16T belagd 1975. Alla provsträckorna, dock ej sträcka 19, har senare belagts med andra slitlagertyper. I tabell redovisas de olika slitlagertyperna med läggningsår och i figur 5 har provsträckornas läge uppritats. En utförligare beskrivning av provsträckorna med material-data återfinns i bilaga 1.

Vintern 1982/83 hade ao Nyköping hand om drift och underhåll för de aktuella sträckorna samt angränsande vägsträckor i norr och i söder. Efter indragning av vägstationen i Nyköping inför vinterna 1983/84 delades området och pro'vsträckorna hamnade inom ao Vagnhärad. Underhållsgränsen går direkt söder om sträckorna 1 och 18 och under-hållsansvariga hit är ao Jönåker. Efter uppdelningen byggdes en drift-vändplats norr om sträcka 15 för driftfordon från ao Jönâker. Detta

innebar vid halkbekämpningsåtgärder att sträckorna 1 samt 15-18 i

vissa fall blev åtgärdade i större omfattning än övriga sträckor på grund

av att dessa för undvikande av misstag vid underhållsgränsen

(trafik-plats) i vissa fall även saltades och plogades av ao Jönåker. Genom halkbekämpningsrapporter och kontakt med väghållarna har information om tider och slag av åtgärd kunnat erhållas för utvärderingar av mätningarna. Trots allt finns dock några tillfällen där full klarhet inte kunnat fås angående åtgärder på sträckorna 1 och 15-18.

Tabell 1 Mätsträckor Nyköping

Test sections at Nyköping

Sträcka Slitlagertyp Läggningsår

1

v25 (YlB)

-80 (-83)

2 YlB -81 3 YlB -81 4 Y2B -81 5 Y2B -81 6 YZB -82 7 YlB -82

8 YlB + slamförsegling Cape Seal -82

9 YZB (guumimodifierat bindemedel) -82

10 HABl6T -75 11 YZB -82 12 YZB -82 13 YZB -82 14 YZB -82 15 HABDlZ -82

16 HABDlZ (gummimod. bindemedel) -82

17 HABDlZ, Drainor -82

18 YlB + slamförsegling Cape Seal -82

19 Rubit -83

20 Verglimit -83

Provsfröckor EL Nyköping

Söderg. fil Norrg. fil

Verglimii -83

20 (400m)

' 19(l 00m)

_ lsLooo I 9 (600m)

10 mom]

HAB -75

Y28(gummimod. bindemedel)

-82

Cape Seal -82

I 8 (600m)

11mm] YZB -82

12(470m)1 '82 -82 I 7 (600m)

13 (600m)I

YZB _82

I 6(600m)

_

_5(500m)

ms -82

YZB 81

i Msoom

Y1B _81

3(600m)

14 (600 MI

2 (600 rn)

15(600m)I

HABO 12 -82

i mami

_(174m)

st-ao, Y1B-83 I wow

18(600m

Cape Seal'az-u 0/-000

Figur 5 Provsträckor på E4, Nyköping

Test sections on E4 at Nyköping

10

4. MÄTMETODER

Det primära syftet med undersökningen har varit att bestämma nens variation vintertid. Under de tre mätvintrarna har därför friktio-nen uppmätts vid ett flertal halktillfällen med varierande väglagsför-hållanden. Mättillfällen har valts i första hand med hjälp av lokala väderleksprognoser från SMHI, men i vissa fall även genom direkta kontakter med meteorolog och väghållare. Mättillfällen har ofta varit i anslutning till någon form av halkbekämpningsåtgärd från väghållarens sida. Därigenom har friktionen före och efter en åtgärd i många fall

kunnat studeras.

I samband med friktionsmätning har väderlek samt väglag på de olika mätsträckorna noterats och antecknats. Vid friktionsmätningarna har också beläggningens yttemperatur och lufttemperaturen uppmätts. I allmänhet har temperaturuppgifterna erhållits per telefon från den VVIS (vägväder-informationssystem) -station som är placerad vid mätsträcka 18 eller genom direkt uppmätning med en elektronisk temperaturmä-tare. Från VVIS-stationen har även luftens relativa fuktighet uppmätt med en hårhygrometer erhållits.

Halkbekämpnings- eller plogningsåtgärder som utförts i samband med friktionsmätningar har noterats avseende typ av åtgärd, tider för åtgärd samt spridningsuppgifter som mängd och bredd vid saltning och sand-ning. Uppgifterna har erhållits från väghållaren via dennes snö- och halkbekämpningsrapporter.

Förutom de direkta vintermätningarna har även andra mätningar utförts för att följa slitlagrens utveckling avseende barmarksfriktion (våt och torr), makrotextur och dräneringsförmåga. Dessa funktionella egenska-per hos slitlagren har uppmätts före och efter varje vintersäsong, d s höst och vår. Syftet har varit att bl a undersöka samband mellan textur och halkkänslighet vintertid. I samband med mätningarna har ytfotogra-fering skett.

11

4.1 Friktion

Friktionen har uppmätts med vägavdelningens SAAB Road Surface Tester, som i grundkonstruktion är en SAAB Friction Tester, SFT. SAAB SFT arbetar enligt "Skiddometerprincipen" som finns beskriven i VTI

Rapport 177 (Ohlsson, E, 1979). Mätbilen har ett extra mäthjul, ett

bromshjul, placerat mellan de bakre hjulen och som via en utväxling är

kopplat till dessa, referenshjulen. Principen för mätbilen är att då

referenshjulen roterar kommer även bromshjulet att rotera men med lägre periferihastighet på grund av utväxlingen. Utväxlingsförhållandet är valt till ca O.82-O.85 vilket innebär ett slip, dvs hur mycket långsammare det bromsade mäthjulet rullar i förhållande till de frirul-lande referenshjulen, om 15-18 %. Detta slip motsvarar i allmänhet friktionsmaximums läge för olika hastigheter.

Bromshjulet belastas i denna mätbil på hydraulisk väg till lOOON.

Mätdäcket har dimensionen 4.00-8, är odubbat och av märket

Trelleborg.

I mätbilen finns en mätdator som styr friktionsmätningen. Mätresul-tatet presenteras i form av kontinuerliga friktionsmätkurvor på pappersremsa. Dessutom erhålles friktionsmedelvärden och mäthastig-het på samma remsa. Till SAAB SFT har på VTI's T-avdelning även utvecklats en mätdator som registrerar mätvärdena på kasettband. Vid de mätningar som redovisas i denna rapport har i de flesta fall denna mätdator utnyttjats.

Friktionsmätning vintertid har utförts i befintligt väglag. Vid mätning av våtfriktion under barmarksförhållanden har vattenbegjutning skett. Denna SAAB SFT har ett inbyggt bevattningssystem, 400 1, som vattenbegjuter framför mätdäcket. Vattenfilmens tjocklek kan varieras mellan O-O.8 mm, men har enligt standardförfarande hållits konstant 0.5 mm.

Friktionen har uppmätts på de mätsträckor som redovisats i avsnitt 3. Mätsträckans längd har oftast varit 600 m, men i vissa fall då slit-lagrets utbredning varit mindre har därmed även mätsträckans längd

12

blivit kortare. I allmänhet har friktionen endast uppmätts i det högra hjulspåret i höger körfält.

4.2 Textur, dräneringsförmåga

För att följa slitlagrens struktur- och slitageutveckling har ytornas makrotextur och dräneringsförmåga uppmätts före och efter vintersä-songerna. De metoder som härvid har använts är

- sandfläcksmetoden

- utflödesmätning

- mobil laserprofilmätning

- ytfotografering

Den metod som oftast har utnyttjats är VTI's mobila makrotexturmä-tare med laserprofilmätning. Vid några av tillfällena har mätningen kompletterats med någon eller några av deövriga metoderna.

4.2.1 Sandfläcksmetoden

Sandfläcksmetoden (eller sandpatchmetoden) innebär att en känd volym

(V) fin sand (vanligen 25 ml av kornstorlek < 0.2 å 0.3 mm) breds ut över

beläggningsytan och nedarbetas i ytan tills en cirkulär sandfläck i höjd med beläggningstopparna uppnås. Metoden beskrivs schematiskt i figur i bilaga 2. Diametern på sandfläcken uppmätes och därav kan arean A bestämmas. Medeltexturdjupet erhålles därefter genom att dividera

volymen med arean, V/A.

Metoden har på grund av sin enkelhet och enkla utrustning fått relativt stor användning. Repeterbarheten hos metoden är dock inte den bästa

varför ett flertal mätningar krävs på en yta för att erhålla ett

representativt värde.

Texturdjup mätt med sandfläcksmetoden är jämförbart med t ex det texturdjup som erhålles vid laserprofilmätning, se nedan.

13

4.2.2 Utflödesmätning

Med utflödesmetoden bestämmes beläggningsytans förmåga att leda bort vatten i de skrovligheter som bildas i ytan. Flera utrustningar har utvecklats men principen är i stort densamma och kan åskådliggöras med den enkla utflodesmätaren i figur 6A.

Utflödesmätaren består av en genomskinlig bottenlös plastcylinder som vilar på beläggningsytan med en gummipackning. Mätaren belastas vertikalt mot vägytan. Beläggningsvikten kan varieras, men har vid de redovisade mätningarna varit 15 kg. Vatten hålls på i röret och kommer därvid att läcka ut mellan gummiring och vägyta. Vattennivån i cylinderna sjunker med en hastighet som är proportionell mot vägytans skrovlighet. Genom att mäta den tid det tar för en bestämd volym vatten att läcka ut erhålles ett mått på ytans dränerande egenskaper. Tiden är också ett mått på vägytans skrovlighet, makrotextur.

Figur 6A Utflödesmätaren VTI typ III.

Outflowmeter VTI type III. Measurements of drainage capacity of wearing courses.

14

4.2.3 Mobil laserprofilmätning

Makrotexturen kan också beskrivas genom avbildning och bearbetning av vägytans profilkurva. Profilkurvan kan registreras på mekanisk eller kontaktlös väg. I vårt fall har en mobil kontaktlös laserprofilometer använts. Profilkurvan erhålles genom att med hjälp av laserteknik mäta det vertikala avståndet mellan vägytan och en referensnivå.

Mätaren är monterad bak på ett fordon, se figur 6, och består av en elektrooptisk givarenhet som utsänder en smal laserstråle vertikalt mot vägytan. Laserljuspunkten på vägen detekteras med hjälp av ett lins-system på en ljuskänslig yta som ger en elektrisk utsignal proportionell mot ljuspunktens läge. Genom att anbringa laserstråle och linssystemets optiska axel i en viss vinkel till varandra kan ljuspunktens vertikala läge på vägytan fastställas.

Med systemet erhålles en profilkurva och ur denna kan olika texturmått beräknas. Information kan erhållas om mått som representerar begrepp som vågighet (kortvågig Ojamnhet), skrovlighet och fintextur, se även avsnitt 4.2.5.

Med den mobila laserprofilometern har texturdjupet uppmätts i hjulspår resp mellan hjulspår för hela provsträckans längd. Ett medeltexturdjup över sträckans totala längd har beräknats för varje provsträcka.

\§\\\\ \

'\\ _kx

*\

Figur 6 Mätfordonet med sin elektrooptiska givare baktill. I

fordo-net finns bl a dator för komplett mätvärdesbearbetning.

Vehicle with macrotexturemeter.

15

4.2.4 thotografering

Med fotolåda har ytorna fotograferats rakt uppifrån med ljuset infallan-de i vinkel mot normalen, s k släpljus. Resultatet blir en skuggverkan

där texturen framträder.

Fotolådan är öppen i botten och ställs över den yta som skall fotografe-ras. Upptill är lådan försedd med öppningar för kamera och blixt på så sätt att rätta vinklar för kamera och ljus erhålles. I vissa fall är en tråd uppspänd i lådans botten horisontellt över vägytan för att ge en skuggbild som kan vara ett hjälpmedel att karakterisera texturen.

4.2.5 Texturmått

Med en beläggningsytas textur avses ojämnheter som till storlek är mindre än kontaktytan av ett personbilsdäck. En övre gräns är vanligen 100 mm, medan större ojämnheter betecknas med t ex vågighet. Textu-ren indelas i mikro- resp makrotextur där mikro anger mindre ojämn-heter och makro något större. Vanligt är att gränsdragning för vad som avses med mikro- resp makro sker vid några tiondels-mm ojämhet. Subjektivt kan man säga att mikrotextur innebär ojämnheter som för blotta ögat inte är urskiljbara, t ex råheten hos enskilda stenar i ytan. Med makrotextur menas ojämnheter som av ögat kan urskiljas tex enskilda stenar. Rent språkligt brukar ytors textur karakteriseras med uttrycken skrovlig och slät i makroskala och med uttrycken rå och glatt i mikroskala. I figur hämtad från Ohlsson, E, 1979 visas schematiskt innebörden av uttrycken.

16

Principutseende Mikrotextur Makrotextur

//7///l///ll glatt slät

WW

rå

slät

W glatt skrovlig W W rå skrovlig Figur 7 1979.

Schematisk gradering av vägytors textur. Från Ohlsson, E,

Gradation of the macrotexture of surfaces. (Ohlsson, E,

1979).

Med makrotextur, när man talar om ojämnheters utbredning eller våglängd, avses vanligen området 1-100 mm. Båda gränserna varierar något beroende på t ex mätmetod eller i vilket sammanhang

texturan-givelsen skall utnyttjas (buller, friktion etc).

Ulf Sandberg beskriver i VTI Rapport 274 måtten för makrotextur på följande sätt. "Beteckning Benämning TM Makrotextur (skrovlighet) VTI RAPPORT 309 Beskrivning Profilkurvans amplitud

(rms-vär-de) inom våglängdsområdet

2-100 mm (fr 0 m, t o m).

Måttet beskriver det som nor-malt uppfattas som skrovligheter orsakade av små och stora stenar i beläggningen, eller med andra ord ojämnheter som lätt uppfat-tas av synen och som har en utsträckning av maximalt

stor-leksordningen ett

Beteckning

TR

LR LF LN l7 Benämning Grovtextur (grovkornig skrovlighet) Fintextur (finkornig skrovlighet)

Vågighet

Makrotexturnivå (skrovlighetsnivå) Grovtexturnivå Fintexturnivå Vågighetsnivå Beskrivning

Som ovan, fast kortaste våglängd

är 10 mm i stället för 2 mm.

Endast den "grövsta"

skrovlighe-ten orsakad av medelstora eller stora stenar medräknas

Som ovan (TM), fast endast

våg-längder mindre än 10 mm med-räknas. Utgör den skrovlighet som orsakas av små eller mycket små stenar, kantighet eller djupa smala kanaler i ytan. TF och TE tillsammans utgör TM

Profilkurvans amplitut

(rms-värdet) inom våglängdsområdet

125-500 mm (fr 0 m, t o m).

Måttet beskriver den kortvågiga

ojämnheten, av typ hål, omfat-tande stensläpp, "tvättbräda" på grusväg samt vågor orsakade av ojämnt underlag eller variationer i stenarnas i beläggningen stor-lek och orientering.

En omräkning av TM enligt for-meln

LM = 20 - log (TM/10-6)

Att använda detta logaritmiska mått i stället för det lineära

(TM) har flera fördelar, bl a

upp-fattas skalan mer i överensstäm-melse. med subjektiva bedöm-ningar. Motsvarande logaritmiska mått till TR Motsvarande logaritmiska mått till T1: Motsvarande logaritmiska mått till Tw.

De beskrivna måtten T resp L är med andra ord uttryck för samma storhet men uttryckt i linjär resp logaritmisk skala. Enheten för

T-måtten är m eller i praktiken mm och för L-måtten dB (eg. dB

relativt 10'6 m). Som ett mått på makrotexturen används i vårt fall TM uttryckt i mm. I VTI Rapport 274 visar Sandberg vidare en jämförelse

18

mellan makrotextur uttryckt som LM och TM samt texturdjupet

upp-mätt med sandfläcksmetoden. Jämförelsen som återges i figur 8 bygger på en preliminär bearbetning av mätvärden.

-1 Fu 2 2 U) A E-1 E* R :I: nu :3 04 > 4-3 :3 H x 'n C: Q) '0 H 4-' H :3 0 :3

?i

_{:D A '33" M A '5" .DÅ "E"}

22

12'

8 a 2 t.. 9 t..

Extremt skrovlig Yl, Y2 h _ ._n

eller YlG (12-20mm) ..Ny. 2*

m ' v r: '-4 4) _ -.-| | .-4 m N G U) (D .D "' o å ä E 3 Yl 8-12unn, ålder 1 år 'm H :m 4-! m .hd 0-1 0) ,o 0) 'H 'U 0) 'U C. M .Q C 'U :M 'U .0 C »01 _:03.: m å-a_e Dränerande asfaltbetong -3 -"* 4 C 15141: mm ;4 .H . q) ( yp )' o '-1 m H '-1 C M Q: (U (D td

ä :J 4.» '§3

Ovanligt skrovlig asfalt- :s 4-! H

betong (tät) ,_ 3 ""l 3 tå '21313.

' 0 0 ;A (D 4-,

Sllten Yl, 1 sparen -UI₀ '-1 p 4) :1 U1_{O 0 (D -o-l}

o .. H 0.. U)

Yl eller YZ, svara blodn. (p ._54 ;3 E

på H :u -n n

c

6333

Typisk asfaltbetong (tät)_{, _ . .. .0 M_ .. .}m ;> m ;3 g .

to m wo :1 c

pa motor eller rlksvag m »- o p ,4 0) M c,

o m >1 m 6 om

v v) DW -IJ M

F 0 0-4 :m § 'U U

MABB'I', typiskt (ej ny) o 8 > :ä 3

m m :0 G 'G 0 :M

- . - - *H 0) gor-4 E

Mycket slät och polerad ,.53 0 c :§ :> 5% 3 >

asfaltbetong eller slam- '7' 'U 5"' 5 m '

förseglad yta _-N

o <1'

H

ä

Figur 8 Jämförelse av tre olika skalor för beskrivning av en vägytas

makrotextur.

TSFL är texturdjupet mätt enligt sandfläcksmetoden, med 50 mm utstrykare. Sambandet grundar sig på en preliminär

bearbetning av mätvärden. (Enligt VTI Rapport 274. Sandberg, Ulf).

Comparison of three different scales for macrotexture. (VTI

Report 274, Sandberg, Ulf).

19

5. RESULTAT TEXTUR

De olika slitlagrens textur har följts genom mätning med laserprofilo-meter före och efter vintersäsongerna. Totalt fem texturmätningar (okt -82, juni -83, nov -83, maj -84, okt -84) utfördes på detta sätt. Som ett komplement uppmättes även texturen med sandfläcksmetoden vid mät-ningen i maj -84. Provsträckornas beläggningar har också fotograferats

vid två tillfällen, dels före första vintersäsongen (nov -82) och dels före

andra vintersäsongen (sept -83).

Resultaten av texturmätningarna visas i tabell 2. I figur 9 har resultatet vid försäsongsmätningarna okt -82, nov -83 och okt -84 uppritats.

Den intensivna trafiken med ett relativt stort inslag av tunga fordon har medfört att makrotexturen på ytbehandlade sträckor inledningsvis är relativt grov men försämras på grund av blödningar, nedtryckning av sten i underlaget, stensläpp och dubbdäcksslitage. Redan inom ett år _ efter utläggning har makrotexturen blivit betydligt mindre. Försämring-en på dFörsämring-en Försämring-enkla ytbehandlingFörsämring-en på sträcka 7 i jämförelse med de dubbla ytbehandlingarna indikerar att trafikintensiteten är för hög för att lägga YlB. Speciellt kan noteras att texturförbättringen på sträcka l

inför vintern ?83/84 beror på en nylagd YlB,

Makrotexturen på de två slamförseglade ytbehandlingarna på sträcka 8 och 18 var redan från början låg och förändrades inte nämnvärt under provtiden. Detsamma gällde provsträckorna med Rubit och Verglimit samt "referensbeläggningen" HAB på sträcka lO.

Dränasfaltbeläggningarna sträcka 15-17 har haft en relativt grov makrotextur med mycket liten försämring. Profilmässigt är dock slit-lagerytan något annorlunda på dränasfalten vid jämförelse med t ex ytbehandlingar. Man kan tala om "negativ" resp "positiv" ytprofil. En grov makrotextur innebär på dränasfalten mycket håligheter i en annars tät yta, medan det på ytbehandling motsvaras av skrovlighet till följd

av stentoppar.

20

Vid flera av texturmätningarna har även makrotexturen mellan

hjul-spåren uppmätts för att jämföra med hjulspårvärdet. I figur 10 och 11

redovisas makrotexturen i höger resp mellan hjulspår vid mätning i oktober 1982 då flera av slitlagren var nylagda samt efter några års slitage vid mätning i maj 1984.

Av figur 10 framgår att skillnaderna i textur mellan hjulspårsläge och mellan hjulspåren är relativt små. Detsamma gäller kanske något för-vånande även vid det senare mättillfället redovisat i figur 11. Som beskrivits ovan har slitaget varit stort och ur textursynpunkt har försämringen varit av samma storleksordning även mellan hjulspåren. Orsaken till detta bör vara den stora trafikbelastningen och det faktum att slitaget i hjulspår redan tidigt var kraftigt, vilket förmodligen medfört att en stor andel av trafiken försökt undvika dessa genom att istället köra på "ryggarna" mellan spåren.

Makrotexturen och dess förändring framgår även av tabell 3 där resultat av utflödesmätning redovisas. Dräneringsförmågan för de olika slitlagren är betydligt mer varierande, både i tiden och vid jämförelse mellan provsträckor, än makrotexturen uppmätt med laserprofilometer. Orsaken är att laserprofilometern mäter över hela sträckan och redovi-sar ett medelvärde, medan utflödesmätningen sker i ett fåtal punkter. Dräneringsförmågan hos de nylagda ytbehandlingarna är god men avtar mycket snabbt när texturen minskar. Massabeläggningarna HAB, Rubit och Verglimit samt slamförseglingarna har sämre dräneringsförmåga än nyare ytbehandlingar. Dränasfaltbeläggningarna har under mätperioden haft en god dräneringsförmåga med mycket liten försämring med tiden. I tabellen kan speciellt noteras den förbättrade dräneringsförmågan på sträckorna 1, 11 och 12 som en följd av nyytbehandling i spåren eller

över hela sträckan.

21

TabellZ Resultat av texturmätningar med laserprofilometer (TM)

och enl sandfläcksmetoden (TSFL). Höger hjulspår.

Macrotexture of test sections Nyköping. Measured with

laser (TM) and with sand patch (TSFL), right wheel-track.

TM

TSFL

(mm) (mm)

Sträcka Slitlager Okt juni nov maj okt maj

-82 -83 -83 -84 -84 -84 l Y2B (YlB)* 0.47 0.41 0.88* 0.19 0.35 0.41 2 YlB 0.83 0.51 0.44 0.35 0.38 0.72 3 YlB 0.75 0.55 0.42 0.41 0.38 0.80 4 YZB 1.01 0.58 0.64l 0.53 0.51 0.72 5 YZB 0.98 0.62 0.67 0.51 0.65 0.64L 6 Y2B 1,26 0.65 0.47 0.34L 0.49 0.86 7 YlB 2.29 0.83 0.38 0.21 0.23 0.55 8 Slamförsegl 0.44 0.32 0.23 0.20 0.24 0.53 9 YZB 1.01 0.51 0.38 0.32 0.31 0.64 10 HAB 0.20 0.25 0.23 0.23 0.35 0.40 11 YZB 1.57 0.81 0.67 0.41 0.43 0.58 12 YZB 1.20 0.62 0.45 0.37 0.40 0.51 13 Y2B 1.40 0.91 0.66 0.28 0.31 0.74L 14 Y2B 1.36 0.76 0.60 0.39 0.48 0.98 15 HABD 1.15 1.00 0.97 0.82 0.92 1.28 16 HABD 1.48 1.19 1.22 0.97 1.12 1.46 17 HABD 1.14 0.97 0.98 0.76 0.83 1.10 18 Slamförsegl 0.36 0.40 0.25 0.23 0.37 0.74 19 Rubit - - 0.54 0.62 0.62 1.17 20 Verglimit - - 0.40 0.38 0.38 0.93

* OBS! Nytt slitlager YlB lades sommar -83 vilket bl a återspeglas i

förbättrad textur vid mätning nov -83

VTI RAPPORT 309

Macrotexture TM (mm) at test sections on Oct -82, Nov -83

and Oct -84. Measured with laser in the right wheel-track.

Fi ur9 Makrotextur TM (mm) på provsträckor vid Nyköping okt -82,

nov -83 och okt -84. Mätning med laserprofilometer.

Ma

kr

ot

ext

ur

(m

m)

4k 2, 04 1.

1,

64

.L

1,

2*

4 0, 84 . d b

o,z.

«

AL .1 l A _0-0_0-0b---q h--- h0_0- .-po-o=

h---NY

KÖP

IN

G

T -IT 1 T ' T I

'

.1.

!.

I:

41 1 11 ll .-0- h--q

Hög

er

hj

ul

sp

ñr

_

Ok

t-82

-'

-No

v-83

-Ok

t-84

I % 0' T

l'

1:

I'

II

. cl n' h-_._o_-_o_-_P--_---_ h---ho-o-o- 0-0_

[

1

1

1

1

1

[1

,

0,

0

F

2

3

1---5-1 so

YZ

Y1

Y1

YZ

YZ

YZ

03

21

10

1)

('8

1)

('8

1)

('8

1)

('8

2)

(-8

2)

('8

2)

(-8

2)

('7

5)

('

BZ

N'

BZ

)(

'82

)(

'82

)

('8

2)

('

83

)

7

8

9

1

0

Y1

CS

YZ

HA

B

YZ

YZ

13

14

YZ

YZ

15

16

17

18

19

ZO

Sf

rüc

kn

H76

:)

DRA

I-C

S

RU-VER

»s

ur-Bl

T

GL

I-la

ge

r-NO

R(

-82

)

(-8

2)

(-8

3)

M

typ

(-8

3)

22

VTI RAPPORT 309

Macrotexture TM (mm) measured with laser on test sections

Oct -82. Measured in and between the wheel-tracks.

Fi ur 10

provsträckor Nyköping okt -82.Makrotexturen TM (mm) uppmätt med laserprofilometer på

NY

KÖP

IN

G

Mn

kr

of

exf

ur

(m

m)

CJ

Hög

er

hj

ul

sp

år

E

Me

ll

an

hj

ul

sp

år

Ok

t

'8

2

2,

0

1

2

3

t.

s

6

7

a

91

01

11

21

31

L1

S\

/1

61

71

8$

tr

üc

k0

YZ

Y1

Y1

YZ

YZ

Y2

Y1

cs

Y2

HA

B

YZ

YZ

Y2

Y2

HA

BO

(R

AI

-C

S

Sli

nag

ert

yp

(-8

2)

"U

R

m)

('8

0)(

'81

)(

'81

)(

'81

)(

'81

)(

'82

)(

'82

)(

'82

)('

82)

('7

5)

('8

2)(

'82

)(

'82

)(

'82

)

m

)

23

VTI RAPPORT 309

Macrotexture TM (mm) measured with laser on test sections May -84. Measured in and between the wheel-tracks.

provsträckor Nyköping maj -84.Makrotexturen TM (mm) uppmätt med laserprofilometer på

F1 ur 11

Ha

kr

ot

ext

ur

(m

m)

2.

1,

6

1,

2

0,

8

OA

0,

0

NY

KÖP

lN

G

D

Hög

er

hj

ul

sp

hr

n

Me

ll

an

hj

ul

sp

dr

Ma

j

-8

4

19

ZO

St

rüc

ku

13

1A

15

16

17

18

\ /

Y1

Y1

Y1

YZ

YZ

YZ

Y1

CS

YZ

HA

B

YZ

YZ

YZ

YZ

HA

BD

[R

Al

-CS

RU

-VE

R-Sl

if

-1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

BI

T

GL

I-la

ge

r-(-8

3)

MI

T

typ

(-8

3)

NO

R

(-8

2)

('8

2)

('8

2)

('8

3)(

'81

)(

'81

)

('8

1)

('8

1)

('8

2)

('8

2)

('8

2)(

'BZ

)(

'75

)(

'82

)('

82)

('8

2)

('8

2)

24

25

Tabell 3 Resultat av utflödesmätning på provsträckor Nyköping.

Drainage capacity in l/minute on test sections Nyköping.

Str Slitlager Utflöde (l/m)

nov -82 sept -83 maj -84 okt -84 aug -85

1

Y213<Y1Bl)

1.0

13.71

0.7

<0.1

0.2

2 YlB 2.3 5.5 4.7 3.9 4.0 3 YlB 3.9 4.1 6.7 4.8 4.3 4 YZB 7.6 2.3 4.7 2.5 4.3 5 YZB 7.1 5.2 2.8 7.8 1.5 6 YZB 13.5 4.7 3.9 3.3 2.5 7 YlB 25.0 0.6 2.2 0.6 0.8 8 Slamförsegl 4.7 <O.l 3.0 2.1 1.0 9 YZB 11.0 5.5 3.7 2.2 1.5 10 HAB 0.2 2.2 0.3 0.4 1.3 11 YZB 30.0 5.5. 3.2 2.8 8.62 12 YZB 17.5 7.7 2.1 2.7 6.02 13 ms 20.0 9.3 4.8 0.7 0.3 14 YZB 8.8 5.3 5.8 5.0 3.2 15 HABD 6.1 7.7 6.0 5.3 7.5 16 HABD 9.3 8.1 9.3 8.7 8.6 17 HABD 3.8 6.4 6.5 7.5 5.5 18 Slamförsegl 2.4 0.2 4.7 0.3 1.3 19 Rubit - 0.8 4.7 3.0 3.0 20 Verglimit - 0.1 4.3 2.9 5.5

OBS! 1. Ny beläggning YlB sommar 1983 varvid dräneringsförmågan

förbättrats.

2. Spårlagning varvid dräneringsförmågan förbättrats.

26

6. RESULTAT BARMARKSFRIKTION

Barmarksfriktionen har uppmätts före och efter varje vintersäsong både som våt- resp torrfriktion. Friktionen vid torrt väglag har överlag varit hög, f gO.9-l.0 och redovisas därför inte.

Våtfriktionen vid 70 km/h och 0.5 mm vattenfilm redovisas i tabell 4.

Variationen är något större än vid torrt väglag men friktionsnivån är dock relativt hög, f EO.6-O.9 på alla sträckorna. I några fall har friktionen varit nedsatt, främst på grund av blödningar, på delar av sträckan och en relativt låg minimifriktion har uppmätts. En del partier med nedsatt friktion har under undersökningens gång åtgärdats genom ytbehandling i spåren.

Att variationerna är relativt stora mellan olika sträckor vid samma mätning och även för enskilda mätsträckor vid olika mätningar beror till stor del på varierande texturförhållanden. Se exempelvis variationen på sträcka 1 där friktionen är 0.71 resp 0.62 vid mätningarna okt -82 och juni -83. Efter ny ytbehandling och förbättrad textur sommaren -83 ökar friktionen till 0.91 i oktober -83 för att åter sjunka till f=0.65 vid mätning i juni -84 som en följd av blödningar i hjulspår och lägre textur.

27

Tabellip Resultat av friktionsmätning med SAAB Friction Tester.

Våtfriktion i hjulSpår. Vattenfilm 0.5 mm. Mäthastighet 70 km/h.

Coefficient of friction measured with SAAB Friction Tester. Wet friction. Waterfilm 0.5 mm. Speed 70 km/h.

Str Slitlager f

okt-82 juni-83 okt-83 juni-84l okt-84aug-85

l YZB(Y1B) 0.71 0.62 0.91 0.65 0.77 0.80 2 YlB 0.62 0.77 0.78 0.92 0.88 0.77 3 YlB 0.63 0.81 0.89 0.87 0.84 0.79 4 YZB 0.61 0.78 0.87 0.87 0.82 0.77 5 YZB 0.65 0.81 0.86 0.84 0.78 0.73 6 YZB 0.70 0.84 0.89 0.86 0.83 0.81 7 YlB 0.66 0.89 0.81 0.80 0.75 0.77 8 Slamförs 0.73 0.78 0.65 0.81 0.75 0.75 9 YZB 0.80 0.80 0.76 0.79 0.75 0.66 10 HAB 0.64 0.80 0.77 0.86 0.85 0.83 11 YZB 0.79 0.83 0.83 0.84 0.84L 0.71 12 YZB 0.84 0.89 0.88 0.90 0.99 0.72 13 YZB 0.78 0.95 0.93 0.80 0.77 0.77 14 Y2B 0.71 0.82 0.90 0.90 0.80 0.83 15 HABD 0.75 0.85 0.94 0.90 0.83 0.83 16 HABD 0.76 0.84L 0.90 0.92 0.82 0.81 17 HABD 0.79 0.82 0.91 0.91 0.85 0.84 18 Slamförs 0.79 0.85 0.80 0.84 0.90 0.84 19 Rubit - - 0.83 0.94 0.87 0.85 20 Verglimit - - 0.94 0.92 0.88 0.83 7 RESULTAT VINTERFRIKTION

Under de tre mätvintrarna 1982-1985 har friktionen på de olika slitlagertyperna uppmätts vid ett stort antal tillfällen med varierande väglagsförhällanden som rimfrost, snöslask, snömodd, packad snö etc. Halkkänsligheten hos olika slitlager har därmed fått en relativt allsidig belysning. I detta avsnitt redovisas resultatet av utförda friktionsmät-ningar. Resultat redovisas i diagramform för dels enskilda mätningar och dels sammanfattande för mätsträcka och säsong. I diagrammen över friktionen vid enskilda tillfällen redovisas endast medelfriktionen på mätsträckan. Att de sammanfattande jämförelserna mellan sträckor har

28

valts att beskrivas för de olika vintersäsongerna beror på att

mät-sträckorna i många fall på grund av slitaget har förändrats från vinter

till vinter. Att statistiskt se de tre säsongerna som en mätperiod har

därför inte varit relevant.

I de sammanfattande diagrammen har i stort sett samtidiga mätningar av friktionen på en speciell sträcka och sträcka 10 inritats. Den släta massabeläggningen HAB på sträcka 10 har i alla diagrammen valts som kontrollsträcka på grund av sin "normala" karaktär. I figurerna har alla mätningar både före och efter eventuella halkbekämpningsåtgärder inritats. Till punkterna har anpassats en rät linje, regressionslinje, och ett 95 % konfidensområde. Om friktionen alltid är lika på jämförda sträckor kommer alla punkter att hamna på 45°-linjen xzy. Det betyder vidare att om en sträcka i allmänhet haft bättre friktion än den jämförda kommer huvuddelen av punkterna att hamna närmare denna

sträckas axel.

7.1 Vintern 82/83

Vintern 1982-/83 utfördes 25 mätningar vid 13 tillfällen. I figurerna 12-16 redovisas några enskilda mätningar där friktionen varit varieran-de och nedan kommenteras figurerna kort.

?ål-9.8.3215 122

Efter en kall natt kom varmare luft in över området. Halkvarnings-stationen i anslutning till sträcka 1 och 18 gav följande värden på morgonen. Daggpunkten har beräknats från lufttemperatur och luft-fuktighet.

Klockan

0400

0510

0610

0630

Tyta (Oc)

4.8

_4.0

_3.3

_2.3

Tluft(OC) 41.5 +2.l +3.5 +4.5

Luftfuktighet (%) 100

97

90

84

Daggpkt (Oc)

-4 . 5

+1.5

+2.5

+2.3

T=Tyta-TDagg

-0 . 3

_5.5

-5.8

-4.6

VTI RAPPORT 309

29

Värdena visar att en situation med klara förutsättningar för rimfrost-bildning, d v 5 yttemperaturen lägre än daggpunktstemperaturen,

före-ligger. I figuren redovisas resultatet av två mätningar utförda på

morgonen före saltning och en mätning utförd efter saltning. Vid den första mätningen har friktionen nedsatts på sträckorna 13-18 på grund av rimfrostbildning och vid andra mätningen har friktionen överlag minskat på flertalet sträckor. Friktionsförändringen tyder på att varm-fronten kommit söder ifrån. Speciellt att lägga märke till vid 2:a mätningen är den höga friktionen på sträcka 9, YZ med gummimodifie-rat bindemedel, i jämförelse med övriga sträckor. Efter saltning med giva 7 g/m2 uppnås barmarksvärden.

?agge-991% 131

På grund av snöfall, lufttemperatur ca -ZOC och halt väglag saltades omkring kl. 2000. Vid mätningen 2240-0005 var väglaget och friktionen varierande. Friktionen var hög på några sträckor, däribland 9 (YZB med gummi), medan lägsta friktionen uppmättes på den släta

massabelägg-ningen, sträcka 10. Vid mätningen senare under natten 0325-04LO6 hade

väglaget förbättrats något beroende bland annat på högre lufttempera-tur och friktionen var allmänt hög. Dock ej på vissa mindre partier och på den släta massabeläggningen som var isig.

?ål-.171% .1.41

Figuren visar friktionsförändringen vid ett tillfälle med kraftigt snöfall och temperatur omkring -3°C. Tre mätningar har utförts omkring middagstid och saltning har skett både före första och före andra mätningen. Väglaget var innan saltningen haft effekt åtpackad snö och snömodd. Vid första mätningen 1130-1201 var friktionen i allmänhet låg. Vid andra mätningen ca 1 timme senare har saltningen i en del fall haft effekt. Störst har friktionsförbättringen varit på "släta" sträckor som massabeläggningen på 10 och slamförseglingen på 8 och 18. Även YZB med gummiinblandning har vid andra mätningen god friktion. Flera grova slitlagertyper, t ex sträcka 7 (YlB -82) och dränasfaltsträckorna 15-17, har däremot låg friktion och det tycks därför vara lättare att halkbekämpa släta beläggningstyper vid denna väderleks- och

30

typ (snöfall och snömodd). Vid den tredje mätningen ytterligare ca 1 timma senare har i stort barmarksvärden uppnåtts.

?ål-Blås 91

Ett tillfälle liknande det föregående med snöfall som ger upphov till ett åtpackat snölager med lös snö ovanpå. Tre mätningar utfördes och saltning företogs före den tredje. På grund av trafiken, något varmare väderlek och saltningen förändrades väglaget först till att vara moddigt och därefter till snöslask med inslag av hårdsnö. Saltningens effekt var snabbast i södergående riktning på grund av den tätare morgontrafiken. Den släta massabeläggningen på sträcka 10 hade emellertid låg friktion fortfarande 1 timme efter saltningen. I den norrgående riktningen var effekten av saltet sämre utom på sträcka 9 (YZB med gummi) som hade mycket bra friktion vid mätningen 1 timme efter saltning. .

åäü-ZUÃE .1.61

I figuren visas friktionsförändringen under kvällen den 20 januari. Vid de tre mätningarna var väglaget tunn is och lös snö. Saltning utfördes strax före andra mätningen men med begränsad effekt på grund av snöfallet. Friktionen var i de flesta fall låg vid de tre mätningarna. Dock hade åter sträcka 9 och även 1 och 18 något bättre friktion än de övriga.

Fi ur 12

VTI RAPPORT 309

1982.(0457

pavement).

Test sections Nyköping.

Friktionen på provsträckor Nyköping 1982-11-08

0546 and 0647-0722 Hoar frost, 0818-0856Coefficient of friction on Nov. 8thBare

9

Fr

ik

ti

on

NY

KÖP

IN

G

-01.

57

-0

54

6

Ri

mf

ro

sf

1

32

-1

1-03

-°-06

"7

-0

72

2

Ri

mf

ro

sf

-08

16

-0

85

6

Bur

mn

rk

v

Sul

tn

in

g

07

20

1 f 0 - v- ' .- ..-p. p.. L r p 1 ,_ L T

T l

:0.

0 h. h---- :-L r

|

:

.. | 'I'

!'

I'

1:

*'

.

,

|

ll

I:

I'

'I

in

I

'

.

|

I:

11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

1

3

1

A

1

5

Q

6

1

7

1

B

S

t

r

üc

k

a

YZ

Y1

Y1

YZ

YZ

YZ

Y1

CS

YZ

HA

B

YZ

YZ

YZ

YZ

HA

BO

[R

AI

-CS

Sl

it

ln

ge

rt

yp

('8

011

'81

11'

81)

(-8

111

'81

)(

'B

ZH

'B

ZH

'B

ZN

'B

ZH

'7

5)

('

BZ

)(

'8

2)

('

82

H'

82

)

('8

2)

(t

g:

('8

2)

' = ...1

____

år.

0 _0_-_-b.- ._ .- ._. "' - - 7. . ;1:32:7-h._-_._.

_-_---_-_--d _Ao--_o_._ ho-o_._._ --1 -1 11 d -1 _ -4 _ -_ q _ -31

VTI RAPPORT 309

Test sections Nykö ing.

9th 1982. (2240-

005 slush,Coeff. of friction on Dec. 8th and0325-0406 wet and icy).

Fi ur 13 Friktionen på provsträckor Nyköping 1982-12-08--09

Fr

ik

ti

on

NY

KÖP

IN

G

1

8

-_

100

7?

21

20

80

9

0

0.8

*

A L b._._._-_-_-_ 0 .1

*5.

0 r r V

N.

0 h b - _ - _ . l _ . _ - _ .

I ! !

!

! !

1

11

i

11

l

1!

om

!

!!

!

T!

!

1

H

I

J

l

_ . _ . _ - _ - _ - _ I

I 1 1 l 1

1

'1

1 I

I

I

!

v! ! ! 1

-221

'0

-0

00

'5

Sn

ös

la

sk

-03

25

-0

40

6

Våf

,i

sig

vög

ba

na

6

11

T

p

_-_-_l-_-_-1 !

1 !

-_-_._. % r b._._._._._._ L

i ! l !

I

!

!

I

i

1

I

J

1

l

_'!

1 !

l

3

1

2

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

12

13

14.

15

16

17

18

Str

äck

a

v

YZ

Y1

Y1

YZ

YZ

YZ

Y1

CS

YZ

HA

B

YZ

YZ

YZ

YZ

HA

BD

[R

AI

-CS

Sl

it

ln

ge

rf

yp

('8

0)(

'81

)(

'81

)(

'81

)(

'81

)(

'82

)(

'82

)(

'82

)('

82)

('7

5)

('8

2)

('8

2)

('8

2)

('8

2)

('8

2)

NO

R

(-82

)

(-82

)

32

Fi ur 14

VTI RAPPORT 309

(1130

Test sections Nyköping. C01201 and 1240_1308

Friktionen på provsträckor Nyköping 1983-01-17.

sleet,eff. of friction on Jan. 17th 1983.1407-1433 bare pavement).

Fr

ik

ti

on

NY

KÖP

IN

G

_1

13

0-12

01

Sn

öm

od

d

T

83-

01-17

--124

0-1

308

Snöm

odd

to

-11

97

-1

43

3

Ba

rm

ar

k

Sul

fn

in

g1

030

oc

h

120

0

T

'p

;-é. 0 p.. 5. O P--_--- P---T i I | I I l I I I I I l | P---;;- h---_-- h---p_

54.

O

.

.

5

T

(

;

:

(

|'

|'

l

:

T

|'

:u:

!

E

i?

!

..

:

'!

II

!:

i

I

T

.'

.'

u.

.

,

.I

'I

,

.

00

i)

I):

Ii

I

I:

L:

IL

I:

II:

II:

II:

I!

II:

:

'

1

2

3

1+

5

6

7

8

9

10

11

12

13

18

St

räc

ka

YZ

Y1

Y1

YZ

YZ

YZ

Y1

(IS

YZ

HA

B

YZ

Y2

YZ

YZ

HA

BO

[R

AI

'

CS

Sl

if

ta

ge

rf

yp

(-8

0)(

-81

)(

81)

(8)

)(

81)

(-8

2)

(-8

2)

(-8

2)(

-82

)(

75)

(-8

2)(

-82

)(

-82

)(-

82)

(-8

2)

(f

å:

(-8

2)

p_

7..

b---_--_-_ __--_ -_0- ._0-_ * 1-' NO '-Ln "-st 1'-33