STATENS VÄGINSTITUT • STOCKHOLM
V erksamhetsberättelse
Budgetåret
1970-1971
R A PP O R T N R52
Stockholm 1971
I N N E H Å L L Sid. Styrelse ... 5 Organisation ... 5 Personal ... 6 Lokaler ... 6 Ekonomi ... 6 Publikationer ... 6
Institutets forsknings- och undersökningsverksamhet ... 10
Tekniska k a n s lie t... 10 Beläggningsavdelningen ... 11 Bärighetsavdelningen ... 15 Geologiska avdelningen ... 25 Maskintekniska avdelningen ... 36 Trafiktekniska avdelningen ... 45
Institutets övriga verksamhet ... 53
Berättelse
över Statens väginstituts
verksamhet under
budgetåret 1970—1971
Styrelse
L e d a m ö t e r i s t y r e l s e n för Statens väginstitut är chefen för Statens väg-
verk, generaldirektören Gustav Vahlberg, ordförande, och chefen för institutet, överdirektören Nils G Bruzelius. Dessutom har Kungl. M aj:t för tiden 1 juli 1967— 30 juni 1971 förordnat till ledamöter professorn Sten Hallberg, gatu- chefen Einar Hultman, direktören Bo Jondal, tekn direktören Ragnar Klingberg, departementsrådet Karl Otto Wennerhorn och f d professorn Torsten R Åström samt för tiden 2 febr 1968— 30 juni 1971 byråchefen Gustav Ekberg.
Personal
Antal anställda för
verksamheten
verksam- för särskilda
heten i all- uppdragsgivares
mänhet räkning
Överdirektör: civilingenjör Nils G Bruzelius ... 1 Administrativa kansliet... Chef: jur kand Sune Lans
8 6
Tekniska kansliet ... Chef: civilingenjör Göran Ringström
5
Beläggningsavdelningen ... Chef: civilingenjör Åke Rosengren
6 10
Bärighetsavdelningen ... Chef: tekn dr Olle Andersson
4 8
Geologiska avdelningen ... Chef: fil lic Gert Knutsson
5 10
Maskintekniska avdelningen ... Chef ( t f ) : civilingenjör Olle Nordström
14 22
Trafiktekniska avdelningen ... Chef: civilingenjör Stig Edholm
5 14
Antal personer 48 70
Totalt 118
Lokaler
Vaginstitutet har sedan 1939 haft sina lokaler i fastigheten Drottning Kristinas väg 25. Dessutom disponerar väginstitutet en del, ca 5 000 m2, av Lintaverken, Kvarnbacksvägen 30, Bromma. Lokalerna utnyttjas av Maskintekniska avdelningen med verkstad och av Trafiktekniska avdelningen.
Ekonomi
Se bilaga 1.
Publikationer
Statens väginstitut har under budgetåret 1970— 71 utgivit nedan förtecknade skrifter:
Rapporter (Årsrapport) Nr
Specialrapporter (stencilerade) Nr
91. Anpassningen till ändrade hastighetsbestämmelser i vägtrafiken våren 1968, av P G Höglund och M Johannesson... 1970
Rapport
Denna nya rapport-serie utges från och med 1970 i duplicerad form i A4.
Nr
101. Beläggningsmaterials polerings- och nötningsegenskaper, av P
Hö-beda . . 1970
102. Bestämning av vägkonstruktioners egenskaper genom upprepad be lastning, av O Andersson ... 1970 103. Hastighetsförlopp i lutningar. Del 1— 2, av G Carlsson och C
Holmquist ... 1970 104. Changes in speeds of vehicles on horizontal curves, av C Holmquist 1970 105. Model for calculating the effect of longitudinal profiles on the speed
of heavy vehicles, av G Carlsson... 1970 106. Interview investigation of road traffic accidents, av P Roosmark och
R F r ä k i... 1970 107. Traffic as factor in pavement design, av T L arson ... 1970 108. Contributions to the development of a framework for modifying the
Swedish flexible pavement design method, av T Larson ... 1970 109. Tjälskyddsåtgärder vid Långsele-Sollefteå, väg 87, Västernorrlands
län, av R G an d ah l... . 1970 110. Vägar byggda med bark, av R G andahl... 1970
Internrapport
Denna nya internrapport-serie utgör från och med 1970 i duplicerad form i A4 rapportering till uppdragsgivare över uppdragsverksamhet.
Nr
1. A system for automatic assessment of stability in road construction by
the wave propagation method, av O Andersson... . 1970 2. On the analysis of longitudinal surface profiles by means of slope
measuring profilometers, av O Andersson... 1970 3. Relating the AASHO failing model to Swedish subgrades through
laboratory tests, av O Andersson... 1970 4. The use of heat flow retarding materials for frost protection in road
building, av R Gandahl och B Ö rbom ... 1970 5. Beläggningsytors ljusreflexion vid belysning med fordonsljus, av E
6. Kriterier för black-spots, av G A h lqu ist... 1970 7. Trafiksimulering. Förberedelseprogrammet, av L Frem ling... 1970 8. Provvägarna Innervik 1970 och Yttervik 1970, väg E 4, Västerbottens
län. Byggnadsrapport, av R G an d ahl 1970
9. Beläggningsstens avnötningshårdhet. Resultat av litteraturstudie, av
P H ö b ed a... 1970 10. Förförsök med helbitumeniserad vägö ver byggnad, av L O Svensson 1970 11. Stenmaterials friktionsegenskaper. Sammanfattande slutrapport, av P
Höbeda ... 1971 13. Tjällyftningens beroende av luftens köldmängd, av R Gandahl . . . . 1971 14. Anti-locking brake systems, av O N ordström ... 1971 13. Provning av hjul för Volvo Amazon ... 1971 16. Körförsök för bestämning av trafikerbarhet ur längsprofildata, av
O Andersson... 1971 17. Användning av cellplast i väg, av R Gandahl ... 1971 19. Dammbindning av grusvägar med oljeprodukter, av A U tte r 1971 20. Metoder för bestämning av vidhäftningen i bituminösa beläggningar.
En litteratursammanställning, av N U lm g ren ... 1971 21. Laboratorieundersökning av material för trafiklinjer, av M
Gabri-elsson ... 1971 22. Översyn av BYAs dimensioneringsbestämmelser på grundval av
elas-ticitetsteorin, av G R ingström ... 1971 23. Undersökning av uppfrysningar i väg E 3 vid Vårgårda, 1— 6 april
1970, av Å Ekstedt ... 1971
24. Utprovning av sättningsmätningsmetod, »Väginstitutets modell 69»,
av N Lundgren... 1971
23. Dubbdäcksslitage på stenmaterial. En undersökning i provvägsmaskin,
av P H öbeda... 1971 26. Gummi i bituminösa beläggningar. En litteratursammanställning av
N Ulmgren ... 1971 27. Fältförsök med vägoljor med olika viskositetsegenskaper 1962— 1969,
av A U t t e r ... 1971 28. Friction test vehicle BV 5. Technical specifications... 1971 30. Validering av simuleringsmodell genom, restidsmätning. 1.
Hofors-Barkhyttan, av A C arlsson... 1971 31. Förslag till klassifikation av stenmaterial för vägändamål, av P Hö
beda ... 1971 35. Provgrävningar utefter riksväg 52, delen Kävesta— Talby, T-län,
samt på riksväg 51 vid Kvarntorp, av Å E kstedt... 1971 36. Planering av trafikstudier under veckoslut sommaren 1971, av B
Artiklar publicerade utanför väginstitutets serier
Andersson, O: Aspects on the determination of bearing capacity. [Helsingfors 1970.] I: Nordiska vägtekniska förbundet. Förbundsutskott 30, överbyggnad och grundförstärkning & Förbundsutskott 32, betong- beläggningar och cementbundna bärlager. Nordiska konferensen över användning av cement och kalk i vägbyggnad. 3. 1970. Aulanko. Handlingar.
Andersson, O & Engman, S: Some viewpoints on the quality of earthworks in Swe den. [Diskussionsinlägg] [Paris 1971?] I: OECD. Symposium on the quality control of road works. 1970. Aix-en-Provence. Pro ceedings.
Andersson, O & Lilja, B: Compaction control of road surfacings by the radiometric method. [Diskussionsinlägg] [Paris 1971?] I: OECD. Symposium on the quality control of road works 1970. Aix-en-Provence. Pro ceedings.
Lilja, B: Bestämning av asfaltbeläggningars skrymdensitet enligt radiometriska me toden. En jämförelse med paraffinmetoden. Sthlm 1971. (Statens väginstitut. Beläggningsavdelningen. Stencil.)
Lilja, B: Slitage av bituminösa beläggningar genom däckdubbar. Sthlm 1971. I: Bituminösa vägbeläggningar. [Kompendium utgivet av] S[ven- ska] T[eknolog] F[öreningen &] T[ekniska] L[äroverkens] I[n- genjörsförbunds] Kursverksamhet.
Lilja, B: Undersökning av asfaltbeläggningars hållbarhet mot slitage genom däck- dubbar. Rapport över utförandet av försökssträcka vid Kungsbacka och vid Borlänge. Sthlm 1971. (Statens väginstitut. Beläggnings avdelningen. Stencil.)
Lilja, B & Rosengren, A: Wear of road surfacings by studded tyres. [Prague 1971?] I: Permanent International Association of Road Congress. World Road Congress. 14, 1971. Prague. Report.
Lilja, B & T ägt, H: Beläggningsarbeten vintertid. Packningsförsök vid låga tem peraturer. Sthlm 1970. (Svenska byggnadsentreprenörföreningens produktionsråd. Rapport. Nr 6.)
Ringström, G: Bestämning av bärighetsegenskaper genom vågutbredningsmetoden. (Helsingfors 1970.) I: Nordiska vägtekniska förbundet. För bundsutskott 30, överbyggnad och grundförstärkning & Förbunds utskott 32, betongbeläggningar och cementbundna bärlager. Nor diska konferensen över användning av cement och kalk i vägbygg nad. 3. 1970. Aulanko. Handlingar.
Örbom, S: Cementstabiliserade bärlagers inverkan på vägegenskaperna enligt svenskt provvägsförsök. [Helsingfors 1970.] I: Nordiska vägtekniska för bundet. Förbundsutskott 30, överbyggnad och grundförstärkning & Förbundsutskott 32, betongbeläggningar och cementbundna bär lager. Nordiska konferensen över användning av cement och kalk i vägbyggnad. 3. 1970. Aulanko. Handlingar.
Institutets forsknings- och undersökningsverksamhet
Institutets allmänna vägtekniska forskning har under budgetåret fortsatt efter samma linjer som tidigare. Liksom föregående år har institutet i stor omfattning mottagit forskningsuppdrag i aktuella frågor beträffande vägar och flygfält av olika statliga och kommunala myndigheter samt enskilda företag. Verksamheten har även omfattat större och mindre uppdrag av konsultativ art. Institutet har sålunda under budgetåret mottagit uppdrag från statens vägverks centralför valtning, vägförvaltningar, luftfartsverkets centralförvaltning, vattenfallsstyrelsen, fortifikationsförvaltningen, flygförvaltningen, statens geotekniska institut, statens provningsanstalt, ingeniörsvetenskapsakademiens transportforskningskommission, statens trafiksäkerhetsråd, institutioner vid tekniska högskolorna i Stockholm och Göteborg, universitet, tekniska läroverk m fl.
Verksamheten på de fem tekniska avdelningarna har under budgetåret lång- tidsplanerats med användande av PERT-metoden. Nätverken för maskintekniska och trafiktekniska avdelningarna har på grund av dessa avdelningars verksamhet blivit mycket omfattande.
Kompletterande utrustning såväl till laboratorierna som för fältstudier har anskaffats i samband med erhållna uppdrag. De erhållna resultaten har i utlå tanden och promemorior delgivits uppdragsgivarna.
Tekniska kansliet
Teknisk dokumentationscentral och bibliotek
Under budgetåret 1970/71 har den internationella vägforskningsdokumentationen — International Road Research Documentation (IRRD) — i regi av den euro peiska organisationen för vägforskningslaboratorier (EORRL) fortlöpt rutinmäs sigt. Statens väginstitut har under budgetåret erhållit 10.700 referat- och forsk ningsprojektblad i A4 från de tre huvudcentralerna för väg- och transportforsk- ningsdokumentation: Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris (LCPC), Road Research Laboratory, Crowthorne, England (RRL) och Forschungsgesell- schaft fik das Strassenwesen, Köln och föranstaltat att större delen av dem blivit magnetbandburna.
I samband med att väginstitutet etablerat utbyte av magnetband som bärare av informationen i referatbladen har institutet inlett en avveckling av distributionen av pappersburen information. Magnetbanden kommer att utväxlas rutinmässigt och underkastas sökningar med stående profiler.
Under budgetåret har också planenligt genomgång och uppdatering skett av dokumentationen över pågående och nyetablerade forskningsprojekt inom väg- forskning i Sverige. Likaså har referat av inom landet publicerade arbeten över vägforskning planenligt översatts, indexerats och sänts dels till Road Research Laboratory och dels till FOA Index för överföring till utbytes-magnetband.
Biblioteksbeståndet har under året tillförts 1.137 volymer, varav 386 deponerats hos befattningshavare efter accession, katalogisering och klassificering i biblioteket.
Biblioteksbeståndet omfattar vid budgetårets slut tillhopa 16.137 volymer och upp tar ca 325 hyllmeter. Härav var vid budgetårets slut 1.650 volymer utlånade till befattningshavare inom institutet. Under året har 400 volymer inlånats från andra bibliotek medan utlåning till dylika skett med 120 volymer.
Klassificering av referat sker enligt av OECD/IRRD given tesaurus, vilken också utgör gunden för konstruktion av sökprofiler vid litteratursökningar på magnet banden. Biblioteksbeståndet däremot klassificeras enligt det universella decimal- klassifikationssystemet.
Beläggningsavdelningen
Metoder för provning av vidhäftningen i varmblandade massor
De i föregående årsberättelse omnämnda studierna angående lämplig metod för bestämning av vidhäftningen i varmblandade massor har fortsatts. Arbetet har nu koncentrerats på försök, vid vilka Marshallinstampade provkroppar underkastas pulserande belastning i vatten.
För sökssträckor med asfaltbeläggningar, utförda med olika vidhäftnings-befrämjande åtgärder
De i årsberättelsen 1968/69 beskrivna försökssträckorna i Östergötlands, Malmöhus samt Göteborgs- och Bohus län har ånyo inspekterats, men någon signifikativ skillnad i skador har ej kunnat observeras.
Inverkan av dubbade däck pä beläggningar
Körningarna i provvägsmaskinen har fortsatts. Vid en körning provades olika stenmaterial (se under rubriken Geologiska avdelningen). Vid en annan körning undersöktes inflytande av temperatur och väta på slitage av olika typer av bland- ningsbeläggningar med och utan BS. Inom det provade temperaturområdet, — 10/ + 10° C, kunde inte något inflytande av temperaturen konstateras. Vid övergången från torr till våt körning fördubblades slitaget.
De slitagemätningar på allmänna vägar, som påbörjades vintern 1969/70, har fortsatts under vintern 1970/71. Slitage under vintersäsongen 1969/70 gav SPS- värden, som normalt låg mellan 50 och 80. SPS (specifikt slitage) anger bortsliten mängd massa i ton per 1 miljon passager av dubbade fordon och 1 km väg.
Under sommaren 1970 utfördes på väg 70 vid Borlänge och på väg E 6 vid Kungsbacka försökssträckor med asfaltbeläggningar av olika sammansättning. Syf tet var att undersöka de olika beläggningstypernas hållbarhet mot slitage genom däckdubbar i områden med västkustklimat och inlandsklimat. Dessutom skulle beläggningarnas friktion studeras.
De beläggningar, som utfördes på väg 70, resp. väg E 6, var av följande typer: Väg 70 80 HAb 8 t med BS 12— 16 mm » » » » » » 16— 25 mm 80 HAb 12 t med BS 12— 16 mm » » » » » » 16— 25 mm 80 Topeka med BS 12— 16 mm » » » » 16— 25 mm 80 Ab 16 (stenrik sammansättning) 100 Ab 25 t 80 HAb 16 t (referenssträcka) Väg E 6 80 HAb 12 t med BS » » » » » » 80 Topeka med BS » » » » 12— 16 mm 16— 25 mm 12— 16 mm 16— 25 mm 100 Ab 25 t 80 HAb 12 t (referenssträcka)
Vid asfaltverket uttogs prov på bindemedel, stenmaterial och färdigblandad massa samt kontrollerades blandningstemperatur och blandningstid.
På vägen mättes temperaturen i massan på bilflaket samt uttogs prov på massan i utläggningsmaskinen. Temperaturen i den utlagda massan vid vältningens början och slut uppmättes. Packningen bestämdes genom strålningsmätning med instru ment av typ HDM 4 S. Ur färdigvältad beläggning uppborrades provcylindrar för bestämning av hålvolymsprocenten. Friktionen enligt RRL pendelapparat bestäm des.
Av de resultat, som erhållits efter första vinterns slitagemätningar, framgår att det minsta slitaget har uppmätts på beläggningstyperna 100 Ab 25 t och 80 Topeka med BS 16— 25 mm.
Friktionsmätningar har utförts före ocli efter dubbsäsongen, Härvid har kunnat konstateras en höjning av friktionsnivån av storleksordningen 0,1.
Ljusreflexion frän beläggnings ytor
Som ett led i det förut påbörjade arbetet bygges för läboratoriestudier av ljus- reflexionen från beläggningsytor en optisk bänk med möjlighet till precisionsin- ställning av mycket stora ljusinfallsvinklar för simulering av de optiska geometrier, som genomlöpes vid mörkermöte mellan fordon. Apparaten är dimensionerad för stora beläggningsprover (ca 100 kg) tagna direkt ur vägbanan.
För in-situ-mätningar av ljus reflexionen hos vägbanor konstrueras en transpor tabel ljus ref lexionsmätare. Denna mätare avses arbeta med fasta optiska geometrier för medljus- respektive motljusbelysning av vägbanan. Apparaten skall medge mätning av dessa egenskaper även i dagsljus.
Dessutom har reflexionsegenskaperna hos en serie olika stenmaterial studerats (se under rubriken Geologiska avdelningen).
Material för trafiklinjemarkering
Fältförsöken med trafiklinjemarkeringar, som igångsattes 1969, har avslutats. Det har bl. a. kunnat konstateras att de markeringsmaterial av massatyp, som var star kast från slitagesynpunkt, i de flesta fall hade otillräcklig reflexionsförmåga efter
en vinters trafik för att kunna anses effektiva vid mörkerkörning. Detta beror troligen på att de aktuella massorna var »överstarka» jämfört med de i massan inblandade ljus reflekterande glaspärlorna, som krossas av dubbtrafiken.
Även laboratorieundersökningarna av de till fältförsöken använda materialen har avslutats. Resultatet — uppgifter om materialens sammansättning och förslag till lämpliga metoder för identifiering av kvaliteterna — har redovisats i en intern rapport. (Statens väginstitut. Internrapport Nr 21.)
Dammbindning av grusvägar
De under 1967— 1970 utförda försöken med dammbindning av grusvägar med oljeprodukter har slutförts och resultaten av försöken har redovisats i en intern- rapport. (Statens väginstitut. Internrapport Nr 19.)
Det har visat sig möjligt att med lämplig oljeprodukt erhålla en fast bunden vägbana på vägar, där grusmaterialets kornfördelning legat inom idealgruszonen. På väg med grusmaterial under idealgruszonen och trafik över 400 fordon har sammanhållningen i vägbanan icke varit tilfredsställande. Den fast bundna väg banan har haft något bättre motståndskraft mot urtorkning och vattenpåverkan än en klorkalciumdammbunden vägbana. Efter upptorkning har viss dammbildning förekommit men dammet har endast lyft någon meter och sedan fallit ned på väg banan. Skador i form av slaghål och urgröpningar har uppstått vid långa perioder av torka eller nederbörd på liknande sätt som på klorkalciumdammbundna vägar. De oljedammbundna vägarna har kunnat underhållas genom hyvling vid låg vat tenhalt i gruset, d. v. s. oberoende av nederbörd och vattning.
Den jämförelse, som gjorts mellan kostnaderna för dammbindning, hyvling och vattning på oljedammbundna och klorkalciumdammbundna vägar, har visat, att summan av dessa kostnader för oljedammbundna vägar varit högre än för klorkal ciumdammbundna vägar. Hyvlingskostnaderna har varit ungefär lika. Den varje år så gott som konstanta oljningskostnaden skall då jämföras med de år från år starkt varierande vattnings- och saltningskostnaderna. Under sommar med lång torrperiod har kostnaderna för oljedammbindningen därför varit endast något högre än kostnaderna för klorkalciumdammbindningen men vid sommar med varierande väder betydligt högre.
Jämförelse av kostnader för bindjord, grusning och flickning har ej kunnat göras.
De utförda fältförsöken har haft en förhållandevis liten omfattning och utförts inom ett begränsat område med för detta typiska vägar och klimatförhållanden. Material till oljegrus
För komplettering av de i Jönköpings län 1969 utförda försöken för provning av vidhäftningsmedel av olika fabrikat i oljegrus har ytterligare försökssträckor utförts på väg 200 vid Hova i Skaraborgs län.
Resultaten från de fältförsök med vägoljor med olika viskositetsegenskaper, som utförts 1962— 1969, har sammanfattats i en internrapport. (Statens
väginsti-tut. Internrapport Nr 27.) Målsättningen var att genom försök med oljor av olika sammansättning förbättra oljegrusets kvalitet samt på grundval av därvid vunna erfarenheter fastställa en specifikation för en lämplig vägolja. Med ledning av de vid försöken erhållna resultaten utarbetade väginstitutet ett förslag till bestämmel ser för en vägolja med beteckningen PO 60. Vägoljan PO 60 har från 1967 an vänts vid vägverkets oljegrusarbeten.
Erforderlig mängd vidhäftningsmedel i asfaltlösningsbetong
De 1968 och 1969 utförda försökssträckorna med varierande halt vidhäftnings medel har hållits under observation.
Ytbehandlingar
De år 1969 påbörjade försöken med gummimodifierade bindemedel till enkla ytbehandlingar med målsättningen att minska risken för blödning och stensläpp har under sommaren 1970 fortsatts i större skala. Försöken har härvid utökats med andra bindemedel såsom snabbhårdnande asfaltlösning RA 90 och asfalt A 120. Till det senare bindemedlet användes förpreparerat stenmaterial, varvid prepare- ringen bestod i inbränning med vägtjära T 60 eller kreosotolja. De gummimodi fierade bindemedlen utgjordes av två asfaltlösningar och två tjäror. Asfaltlös ningarna var dels av snabbhårdnande typ dels av normal typ med beteckningarna RA 90 G resp RM A 90 G. T j ärorna var av två kvaliteter med avseende på visko- siteten, den ena med benämningstemperaturen mellan 70 och 75° C och den andra med benämningstemperaturen mellan 80 och 85° C. Modifieringen gjordes med gummi av kloroprentyp.
Försökssträckorna med ytbehandlingar utfördes på sex olika platser i landet på väg E 4 norr om Öjebyn i Norrbottens län, på väg E 4 vid Hamrångef järden i Gävleborgs län, på väg E 3 öster om Läggesta i Södermanlands län, på väg 40 öster om Ulricehamn i Älvsborgs län, på väg 587 mellan Kungälv och Säve i Göte borgs- och Bohus län samt på väg E 4 vid Eket i Kristianstads län. På alla platser användes pågrus 12— 16 mm med undantag av Öjebyn, där pågruset var 8— 16 mm. Underlaget till ytbehandlingarna utgjordes av maskinavjämning utförd samma år med undantag av väg 40, där underlaget bestod dels av maskinavj ämning, dels av BG, båda utförda 1968. Bindemedlen på de olika platserna varierades så att gummimodifierad asfaltlösning användes på 4 platser liksom gummimodifierad tjära. A 120 med preparerat stenmaterial och RA 90 användes på två platser var dera. På alla platser utfördes jämförelsesträckor med RMA 90 och på 5 platser utfördes dessutom jämförelsesträckor med RMA 90 med avsandning av ytan efter pågrusning och vältning.
En komplettering av dessa försök har planerats för sommaren 1971.
Försök med dubbel ytbehandling har utförts på väg 21 i Kristianstads län i samband med BS-beläggningar för slitagemätningar.
På laboratoriet har utförts avdunstningsförsök med asfaltlösningar av typerna RMA 90 och RA 90,
I försöken att finna bindemedel, som bättre svarar mot kraven, har också på börjats experiment med epoxikompositioner av tjära och asfaltlösning. För att dessa skall vara ekonomiskt möjliga att använda till ytbehandlingar i någon större om fattning måste halten av de dyrbara epoxikomponenterna vara låg, vilket är pro blemet.
Vid laboratorieförsök har även olika avjämningsmassor till ytbehandlingar stu derats visavi nedtryckning av ytbehandlingsstenen, vilket skedde genom nedtryck- ning av en stålstämpel med 1 cm2 cirkulär yta i instampade plattor av avjämnings- massorna. Undersökningen utfördes med tre olika bindemedel, nämligen RMA 90, A 120 och A 135, och fyra olika kornkurvor för stenmaterialet till massorna.
Övriga undersökningar
Laboratorieundersökningar av icke forskningskaraktär har utförts åt olika upp dragsgivare.
Bärighetsavdelningen
Jordarters mekaniska egenskaper
Studierna av inverkan av frekvens och amplitud på jordarters mekaniska egenskaper vid pulserande belastning har utsträckts till kohesionsmaterial. Egenskaperna hos dessa material är mycket känsliga för vattenhalten, varför man för erhållande av bästa möjliga simulering av trafikbelastning på väg valt att studera in situ-prover. Dessa har vanligen låg stabilitet, varför provning i E-modulcylinder icke är lämp lig, utan proverna bör (även av andra skäl) utföras i triaxialcell. En sådan har för värvats och modifierats för provning vid pulserande belastning.
De jämförelser mellan svenska undergrundsmaterial och undergrundsmaterial från AASHO-försöken, som tidigare redovisats, har kompletterats. I de tidigare försöken jämfördes materialen endast med utgångspunkt från den permanenta deformationen. Eftersom undergrundens inverkan på överbyggnadens nedbrytning är en kombination av både den permanenta och den cykliska deformationen hos undergrunden, har en jämförelse gjorts mellan materialen även på grundval av denna. Uppritning av cykliska deformationen efter tusen belastningar mot belast- ningsamplituden i tvåsidig logaritmisk skala gav approximativt linjära samband, där lutningen kan betraktas som ett mått på materialets känslighet för ändring i belastningsamplitud. Gradering av materialen på denna grund ger för de flesta materialen samma resultat som gradering med hänsyn till permanent deformation. Mätningarna har endast kunnat utföras vid optimal vattenhalt och belastnings- amplituder i intervallet 1— 5 kp/cm2, varför extrapolation till realistiska betingel ser, dvs betydligt mindre amplituder och andra vattenhalter kan bli missvisande. Den cykliska belastningstekniken har använts för bedömning av egenskaperna hos icke normenligt material vid flygfältsbygget vid Sturup. Man har ur dessa
mätningar kunnat dra sådana slutsatser om materialens egenskaper, att de efter modifikation av dimensioneringen kunnat användas vid flygfältsbygget.
Utrustningen har även använts för bestämning av jordegenskaper i samband med andra uppdrag vid avdelningen.
Mätning av bärighet Fallprovare
På uppdrag av vägverket har från en dansk tillverkare inköpts den vid franska väglaboratoriet utvecklade fallprovaren för dynamisk mätning av bärighet. Fall provaren består av en konventionell belastningsplatta, som belastas via en special tillverkad spiralfjäder. Mot fjäderns övre ände faller en 150 kg tung vikt, var igenom fjädern sammantryckes och plattan förmedlar till underlaget en kraft, vars maximivärde bestämmes av fallhöjden, fjäderkonstanten och massan. Tidsförlop pet blir en halv sinusvåg, vars frekvens bestämmes av massan och fjäderkonstanten. Fjädern är utförd så att rörelsen dämpas, och belastningen upprepas icke sedan fallvikten åter studsat.
Arbetet har hittills varit inriktat på att finna en lämplig metod för mätning av nedsjunkningen under belastningsförloppet. Därvid har provats lägesmätning med differentialtransformatorgivare och mätning av accelerationen hos vägytan med åt följande dubbel integration för bestämning av lägesförändringen, Den senare metoden är mer komplicerad men har fördelen att icke fordra referensbalk, var igenom mätproceduren avsevärt förenklas. Instrumentparametrarna är avpassade så att trafiklastens storlek och varaktighet kan simuleras. Hela belastningstiden är några hundradels sekunder. För registrering av hela belastningsförloppet fordras snabbskrivare (oscillograf), men för registrering av enbart toppvärdet kan enklare apparatur komma i fråga.
Tung vibrator
Som framgår av tidigare årsredogörelser har institutet förvärvat en anordning som via konventionell belastningsplatta kan belasta underlaget med en kontinuerlig sinusformigt varierande last i frekvensintervallet 15— 75 Hz och amplituder upp till fyra ton. Utrustningen har under året inmonterats i ett speciellt fordon och beräknas kunna driftprovas under senare delen av året, sedan den elektriska mon teringen fullbordats.
Vågutbredning
De tidigare rapporterade studierna av användning av vågutbredningsmetoden för bestämning av de elastiska egenskaperna hos vägöverbyggnader och undergrund har väsentligen avslutats och inskränker sig nu till uppföljning av utvecklingen. En del tillämpningar studeras. Sålunda har den tidigare rapporterade apparaturen för helt automatisk mätning av moduler och tjocklekar förbättrats och kompletterats. Automatiken har heltransistoriserats, varigenom alla elektromekaniska kompo nenter avförts och driftssäkerheten väsentligen förbättrats. Registreringen är
emel-lertid begränsad till frekvensintervallet 40— 800 Hz, främst p g a att vibrationer av högre frekvens dämpas alltför kraftigt vid utbredningen. Ett nytt oeh kraftigare vibratorsystem har därför förvärvats och kommer att tagas i bruk under sommaren 1971. Moduler och tjocklekar hos bär- och förstärkningslager i normala överbygg nader kan med den nuvarande utrustningen registreras helt automatiskt, varvid utvärderingen sker genom bearbetning av fältmätningarnas hålremsor direkt i data maskin. Utrustningen beräknas kunna ställas till vägdatabankens förfogande under nästa budgetår.
En annan tillämpning som prövats är bestämning av vibrationer i markyta och byggnader på grund av förbipasserande trafik. Sådana mätningar har bl a utförts för offentlig uppdragsgivares räkning. Med den tillgängliga utrustningen kan så väl rörelser som hastigheter och accelerationer hos mätobjekten bestämmas och utvärderas med hänsyn till deras eventuella skadliga inverkan på människor och material. Utrustningen medger även bestämning av bullerstörningar.
Vågutbredningsutrustningen har eljest använts i samband med ett flertal upp drag för bestämning av dynamiska elasticitetsmoduler hos undergrund och över byggnader.
Mätning av vägytans jämnhet
För bestämning av vägytans förändringar i samband med olika bärighetsstudier har som tidigare använts CHLOE-profilometern för studier av längsprofiler och kon ventionella metoder med rätskiva och undantagsvis skrivande profilometer för tvärprofiler. Resultat av jämnhetsmätningar redovisas därför i huvudsak i samband med de forskningsuppgifter och uppdrag, där sådana mätningar förekommit. Dess utom har emellertid bedrivits separata studier av jämnhet och mätning av jämnhet på vägyta.
Längsprofilering
Förändringarna av vägytans jämnhet på motorvägen Barkarby-Stäket har studerats genom mätning med CHLOE-profilometern sedan motorvägen öppnades den 3 september 1967. Mätningarna har utförts en eller två gånger per år, och resulta tet visas i tabell 1.
Tabell 1. Bestämning av trajikvärde för motorväg Barkarby-Stäksön (B 18)
Datum Beläggningstyp Körfält
höger mot Enköping höger mot Stockholm
PSI TRAC PSI TRAC
30.8.1967 100 Ab 25 t 3,62 2,84 3,68 2,89 5.10.1967 3,66 2,87 3,67 2,88 30.5.1968 — „ — 3,19 2,48 3,02 2,35 25.10.1968 80 HAb 16 t 4,0 4 3,17 4,24 3,32 17.9.1969 — „ — 4,34 3,40 4,35 3,40 20.8.1970 — „ — 4,34 3,40 4,44 3,40
Värdena utgör medeltal för den ca 10 km långa vägsträckan. Mellan 1969 och 1970 kan man konstatera en obetydlig förbättring av jämnheten, vilket kan sam manhänga med att vissa lappningsarbeten utförts, speciellt vid broanslutningar.
Mätsystemet på CHLOE-mätaren har ombyggts, så att utvärdering av resultaten sker helt automatiskt genom bearbetning i datamaskin av hålremsor, som stansas automatiskt under mätningen. Vid utvärdering av mätningarna har den vid AASHO-försöken härledda empiriska formeln för vägytans tillstånd, det s k PSI- värdet använts. Eftersom med det nya datainsamlingssystemet varje enskilt mät värde finns tillgängligt, har möjligheterna att med datamaskin göra mera ingående analyser av vägytans egenskaper undersökts. Detta har gjorts huvudsakligen på teoretisk väg. Dessutom har i en särskild undersökning den vid AASHO-försöken härledda empiriska PSI-formeln och dess tillämpbarhet på svenska vägar studerats.
Den förstnämnda undersökningen har visat att det är teoretiskt möjligt att ur CHLOE-data härleda både vägprofilens form i viss inskränkt mening samt att få ett mått på vägojämnheternas krökningsradie. Dessa resultat har redovisats i ett manuskript som inlämnats till PIARC-konferensen i Prag i september 1971.
Den sistnämnda undersökningen utfördes i form av ett körförsök, där ett stort antal försökspersoner fick köra tjugotre provsträckor i Södermanlands och Stock holms län och bedöma deras jämnhet i en femgradig skala. Denna bedömning jäm fördes sedan med resultat från längsprofilering med CHLOE-mätaren. Denna undersökning gav en annan empirisk relation mellan mätvärden och empirisk klass- ning än den som användes för bestämning av PSI-värdet. Det ur den härledda formeln beräknade jämnhetsvärdet benämnes TRAC-värde, ur TRAfikerbarhet mätt med CHLOE-mätaren, och kommer att i fortsättningen att användas för denna typ av utvärdering av jämnhet med CHLOE-mätaren. Resultaten har redovisats i en internrapport. (Statens väginstitut. Internrapport Nr 16.) Samma försökssträc- kor har mätts med den vid maskintekniska avdelningen framställda jämnhetsmäta ren, typ GM. Mätresultaten kommer att jämföras ingående.
Tvärprofilering
De hittills använda metoderna för bestämning och utvärdering av tvärprofiler är tidsödande och kräver stor insats av manuell arbetskraft. Även om man med skri vande profilometrar erhåller tvärprofilen i form av ett diagram, fordrar detta tids ödande manuell utvärdering, för att erhållna profildata skall kunna utnyttjas. I samarbete med maskintekniska avdelningen har därför byggts en tvärprofilometer, vars mäthuvud automatiskt kan föras tvärs över vägbanan, samtidigt som profil- värdet med jämna mellanrum automatiskt stansas på en hålremsa. Profilometern är byggd som efterfordon till ett dragfordon och kan på drygt en halv minut regi strera profilen från en fem meter bred vägbana. I händelse av annalkande trafik kan den från sidan av dragfordonet utskjutande delen av profilometern snabbt föras in bakom detsamma. Hålremsorna kan bearbetas direkt i datamaskin för ut värdering av erforderliga profildata, Profilometern avses i första hand att användas för bestämning av spårbildning och andra för bärigheten pertinenta egenskaper, men den kan också användas för profilering i samband med studier av slitage genom t ex däckdubbar.
Mätning av sättningar Elektromagnetisk metod
En i tidigare års redogörelse (rapport 50) beskriven metod för sättningsmätning i jord- och blockbankar, sättningsmetod SVI-69, har under 1970— 71 vidareutveck lats och fältmässigt utprovats. Metoden består i elektromagnetisk sondering av ned grävda metallobjekt. Provningen har skett i vägbankar, som statens vägverk väl villigt upplåtit. Dessa är belägna vid Fredriksberg och Örnäs på motorvägsbygget på E 18 mellan Bro och Stäksön, ca 35 km NV om Stockholm.
Sammanlagt 23 st nät och plåtar av järn (storlek ca 2 X 2 m) har här inlagts horisontellt på olika nivåer i fyllningen med nätens centrum i den vertikallinje utefter vilken rörelserna skall observeras.
Hål har borrats i bankarna rakt igenom näten (plåtarna) sedan banken färdig ställts. Ett flertal metoder för håltagning har provats och utvärderats.
Icke metalliska rör (PEL- alternativt PVC-rör) har nedförts i borrhålen. Nät och plåtar har sedermera kunnat avkännas på elektromagnetisk väg med en specialtillverkad sond, vilken nedsänkts i plaströren.
Avståndet från sondens avkänningsläge upp till respektive mätrörs överkant har samtidigt uppmätts och rörets överkant avvägts.
Sättningsmått erhållna i lodräta borrhål med SVI sättningsmätningsmetod kan anges på 5 mm, medan motsvarande värden beträffande lutande borrhål kan sättas till 10 mm. Därvid förutsättes att sonderingsobjekten (näten) ligger stilla relativt banken och endast följer dess rörelser.
Sättningsmätningar enligt denna metod påbörjades under december 1970 vid sex mätstationer med två mätrör vid varje station, Mätningarna avses fortsätta ännu några år dels för att uppfölja sättningarna i försöksbankarna dels för att be stämma eventuella förändringstendenser hos den jordbundna materielen i samma bankar.
Totalkostnaden per mätpunkt inklusive anläggning och fullständig sättningsmät ning (10 mättillfällen) beräknas uppgå till ca 1000:— kronor. Kalkylen baseras härvid på summakostnaden för en serie på sex mätstationer omfattande 2 st 7 m djupt belägna mätpunkter och 4 st mätnivåer per mätstation.
Undersökningen, som till stor del finansierats av Svenska Byggnadsentreprenör föreningen har redovisats i väginstitutets internrapport nr 24.
Teleskopmetod
I samband med ett uppdrag från statens vägverk avseende att klarlägga fördel ningen i vägkroppen och undergrunden av de rörelser som ger upphov till ojämn heter i vägytan har en särskild sättningsmätare konstruerats. Den utgöres av två flänsade rör, som är rörligt inskjutna i varandra, och ett obegränsat antal sådana rörpar kan fästas vid varandra ände mot ände. Mätningen sker med måttband mot klackar, som är fästa invändigt i rören. De olika segmenten inmonteras samtidigt som de olika lagren lägges, varför anordningen kan användas även för studium av sj älva packningsarbetet.
Dimensionering av vägö v erbyggnad er Teoretisk behandling
Det uppdrag som vägverket lagt hos avdelningen rörande översyn och förslag till förändring av BYAs anvisningar för vägdimensionering har under året utförts genom studier av ett flertal aspekter på dimensioneringsproblemet. Sålunda har en genomgång av ett flertal viktigare utländska dimensioneringsföreskrifter, främst amerikanska, utförts av en gästforskare från USA, professor Thomas Larson. I två rapporter, som publicerats av väginstitutet, har de geotekniska förutsättningarna samt inverkan av trafiklasten och trafikintensiteten behandlats. En jämförelse har i vissa stycken utförts med motsvarande föreskrifter i BYA, varvid bl a beaktats resultat av trafikräkning och trafikvägning, som utförts av vägverket på vissa svenska vägar. Samordning har även skett med en forskare på tekniska högskolans institution för vägbyggnad, som på uppdrag av vägverket bedriver liknande studier av delvis andra utländska, främst Europeiska, dimensioneringsförfaranden.
På väginstitutet har studierna omfattat karakterisering av egenskaperna hos undergrund och överbyggnader genom bärighetsbestämning på statisk och dyna misk väg, dvs genom konventionell plattbelastning och modulbestämning genom vågutbredningsmetoden samt samordning mellan data från dessa två olika analys metoder. Vidare har tillämpligheten av elasticitetsteorin studerats, dels genom den tidigare vid institutet utarbetade förenklade metoden, den s k ekvivalentmetoden, samt mer avancerade metoder, vars tillämpning möjliggjorts genom modern data- bearbetningsteknik. Sålunda har det i USA utarbetade »Chevronprogrammet» och det av Shells forskningsstation utarbetade »Bistroprogrammet» förvärvats. En genomgång av BYAs dimensioneringsfall med antagande om vissa numeriska vär den på konstruktionselementens egenskaper har utförts med dessa datorprogram, och de preliminära resultaten har sammanfattats i en internrapport. (Statens väg- institut. Internrapport. Nr 22.)
Hittills utförda studier har bringat i dagen den stora principiella skillnaden mel lan äldre dimensioneringsmetoder, som huvudsakligen grundar sig på lång tids erfarenhet av praktisk vägbyggnad, och de nyare mera teoretiskt betonade behand lingsmetoderna, som förutsätter kännedom om andra stabilitetskriterier såsom dynamiska elasticitetsmoduler, Poissons konstant och brottöjning vid utmattnings - brott. För bitumenstabiliserade material fordras dessutom kännedom om tempera turens inverkan på sådana parametrar. En ytterligare komplikation ligger i varia tionen lios dessa parametrar med årstiden, dvs vattenhalten och tjälningsmekanis- men. En mera ingående kännedom om trafiklastfördelningen än den som f n finns erfordras också.
Vägars bärighet olika årstider
Den undersökning av de årstidsberoende bärighetsförändringarna hos vägar av olika uppbyggnad på olika undergrundstyper, som avdelningen i samband med dimensioneringsuppdraget påbörjade under föregående budgetår har under året fortsatt. Mätningar har utförts vid tre stationer i Södermanlands län såväl före som
under och närmast efter tjällossningen. Tjälningen och tjällossningen har följts med tjälgränsmätare, bärighetsförändringarna genom statisk plattbelastning och jämnhetsmätningar med CHLOE-mätaren. Don för mätning av elastiska och plas tiska deformationer samt tjällyftningar i en vägs överbyggnad har under året konstruerats.
På uppdrag av Föreningen för bituminösa beläggningar (FB B ) har avdelningen genom återkommande undersökningar följt bärighetsförändringarna hos en prov sträcka med helbituminiserad överbyggnad (H B) på Bro gärde i Uppsala (C) län. Likaledes på uppdrag av FBB har avdelningen utfört bärighetsundersökningar på provsträckor på Amiralsgatan i Malmö.
Undersökningar och förslag till förstärkning av vägar för mycket tunga transporter
På uppdrag av Statens vattenfalls verk har avdelningen på grundval av bärighets undersökningar avgivit förslag till förstärkningsåtgärder beträffande vägarna 647, 649, 58 och enskild väg på sträckan Vadsbro järnvägsstation— Hedenlunda trans formatorstation i Södermanlands (D ) län för framförande av tunga transporter. Under juni månad 1971 har utan missöden transformatortransport om 320 ton för vagn och last framförts.
På begäran av Sydsvenska Kraftaktiebolaget (Sydkraft) har avdelningen besik- tigat gator och vägar, som ingår i sträckan Kalmar järnvägsstation — ställverket vid Stävlö i Kalmar (H ) län. Med stöd av de vid besiktningen gjorda iakttagel serna har avdelningen bedömt bärigheten och föreslagit förstärkningsåtgärder.
På Sydsvenska Kraftaktiebolagets beställning har avdelningen med ledning av de under månaderna maj— juni 1970 utförda undersökningarna på vägarna 1137, 110 och 1138 på sträckan Kävlinge järnvägsstation— Barsebäcks kärnkraftverk i Malmöhus (M ) län avgivit utlåtande rörande transportsträckans bärighet och erforderliga förstärkningsåtgärder. Tunga transporter med totalvikten ca 500 ton kommer att framföras med en specialbyggd och med luftgummihjul utrustad vagn. Nytt utlåtande har avgivits med anledning av att förutsättningarna ändrats i av seende på dels transportvagnens utförande dels årstiden för transportens genom förande. På Sydkrafts begäran utförde avdelningen i november månad komplette rande bärighetsundersökningar dels inom omlastningsområdet vid Kävlinge järn vägsstation dels på andra delsträckor än de tidigare utsedda för korsning av motorvägen E 6 nära Löddeköpinge. I det med anledning av denna senare under sökning avgivna utlåtandet har avdelningen även framfört synpunkter på i vilken utsträckning de tidigare föreslagna förstärkningsåtgärderna kan minskas om den från början avsedda 12-axliga vagnen ersätts med en 20-axlig vagn.
ford packning och packnings kontroll
Avdelningen har på vägverkets uppdrag påbörjat planeringen av packningsförsök på särskilt framställda provytor för undersökning av olika bär- och
förstärknings-lagermaterials packningsegenskaper och olika maskiners packningseffekt på dessa material. Undersökningarna kommer även att omfatta studier av förutsättningarna för utvecklandet av lämpliga metoder för resultatkontroll.
Vid ett av OECD i Aix en Provence, Frankrike, i november 1970 anordnat sym posium lämnades en sammanfattning av synpunkter på kvalitetskontroll vid jord arbeten, grundat på studier av detta problemkomplex.
På framställan av Byggandets Samordnings AB, BSAB, har avdelningen remiss- behandlat delarna 1— 5 av BSABs remissförslag av november 1970 till »Mark AM A 1972» för markbyggnadsarbeten.
Svenska Geotekniska Föreningens, SGF, förslag till geotekniska laboratoriean- visningar, delen Packningsegenskaper, har vid avdelningen remissbehandlats av S. Engman, som utsetts av SGFs styrelse.
Stabiliseringsteknik Cementstabilisering
Mätningar och observationer har under året planenligt fortsatt på prowägarna vid Brista, Västerås 64, Hallstahammar, Nykroppa, Vårgårda, Källby, Edsvalla och Vadstena (jfr årsberättelsen 1967— 68, tabell 3).
Flera av tidigare anlagda provsträckor har avsett att belysa möjligheterna att genom olika konstruktiva åtgärder vid överbyggnadens utförande minska eller eliminera tvärsprickor i asfaltbeläggningen, härrörande från cementstabiliserade bärlager. Erfarenheterna från dessa provsträckor har insamlats och — jämte ett antal tidigare oprövade metoder — tillämpats på en större provväg på väg 67, strax norr om Västerås, anlagd sommaren 1970. Vid denna provväg, Västerås 70, har undersökts inverkan på den i beläggningsytan synliga sprickbildningen av såväl obundet mellanlager av grus, som av förbättrad förankring mellan det stabi liserade bärlagret och underlaget vid såväl 1- som 2-skiktade bärlager. Dessutom har inverkan av cementhalten och cementtypen (standard-, snabb- resp expensiv- cement) undersökts jämte tillsats av små mängder vägolja.
De under föregående år för Svenska Byggnadsentreprenörföreningens (SBEF) vägforskningsgrupp startade försöken att utvärdera användbarheten av cement- stabiliserade skikt av sandiga-moiga basmaterial har helt genomförts och skall redo visas så snart hela materialet utvärderats. Undergrundsmaterialet har provats i laboratoriet genom cyklisk belastning och utvärdering av överbyggnaderna har del vis skett med Chevronprogrammet (jfr dimensionering).
Kalkstabilisering
På laboratoriet har en större orienterande undersökning inletts om inverkan av olika i vårt land förekommande kalktypers inverkan på svenska finkorniga jord arters egenskaper efter inblandning. Härvid använda kalksorter är i marknaden förekommande malen, osläckt kalk av typerna ortocer-, silur- och kritkalk. Prov av
fyra olika jordarter användes. Förutom olika mekaniska prov, som belyser kalkens stabiliseringseffekt vid olika yttre betingelser, utföres tjällyftningsprovning enligt en metod angiven av Prandl, Wien.
Helt bitumeniserad (H B) överbyggnad
Denna i USA utvecklade byggnadsmetod — som väckt stort intresse i vårt land — provades föregående år genom anläggning av några få försöksytor, varvid dock på två av försöksställena användes den varianten, att överbyggnaden med hänsyn till tjällyftningsrisken uppdelades i tre bitumenbundna lager, nämligen ett botten lager direkt på terrassen, bestående av bitumenbunden lättklinker (Leca), ett lager av bitumenstabiliserat grus (BG ) samt ett asfaltslitlager. Undersökningarna av denna byggnadsmetod har under senhösten 1970 förts vidare genom anläggning av prowäg på väg 11 vid Skurup, norr om Ystad (Malmöhus län). Provvägen, Ystad 70, är utförd med en renodlad HB-överbyggnad, dvs lagret av bitumensta biliserade grus vilar direkt på terrassytan. För 9 av de 12 provsträckorna utfördes överbyggnaden på den obehandlade terrassen, som bestod av moränlera. På de sist utförda 3 provsträckorna, måste den starkt uppblötta terrassytan behandlas genom kalkstabilisering för att bli framkomlig för arbetstrafiken. Vid provvägen har BG- lagrets tjocklek och sammansättning (basmaterialets gradering och mineralogiska kvalitet) varierats.
Lätta fyllnadsmaterial
Bärighets- och sättningsmätningarna på sträckan med barkunderlag över mosse på väg 728, Kinnared— Fegen i Plallands län har under året fortsatt och avslutats. R.apport har utarbetats.
En undersökning av huruvida en av SVI tillämpad metod för packning av material med vibrerande stämpel i E-modulcylindrar om 5 000 cm2 monterade på städ kan vara lämplig som rutinmetod för kvalitetskontroll av ex lättklinker, lätt betongkross, bark m fl material har påbörjats.
Ingenjörsvetenskapsakademiens litteratursökning har på avdelningens beställ ning avsökt litteratur inom området. Sökningen gav ett relativt magert resultat.
Flygfältsbanor
För luftfartsverkets räkning har en utredning gjorts om bärigheten hos huvudbanan på Torslanda flygplats samt orsaken till uppkomsten av vissa skador. Förslag till förstärkningsåtgärder har avgivits. — Likaså har bärigheten hos betongbelägg ningen på Norrköpings flygplats (Kungsängen) bestämts genom provbelastning på fältet med tung utrustning för upprepad belastning samt i laboratoriet på ut tagna beläggningsprover.
För fortifikations förvaltningens räkning har utarbetats förslag till utförande av barkisolerad överbyggnad för rullbana vilande på starkt tjälfarlig undergrund
Betongbeläggningar
Mätningar och observationer på Hälsingborgsprovvägen (jfr årsberättelsen 1968 — 69) har under året fortsatt enligt planerna.
På vägförvaltningen i Malmöhus län har utarbetats ett förslag till arbetsbeskriv ning för utförande av vägbetongbeläggning med glidformsläggare.
Uttagning av borr kärnor
Med väginstitutets bilburna borrmaskin har på uppdrag av statens vägverk, AB Vägförbättringar och Svenska Byggnadsentreprenörföreningen samt för egen räk ning under året uttagits 382 borrkärnor, total borrlängd 46 m. Av kärnorna har flertalet borrats ur asfaltbeläggningar och lager av bitumenstabiliserat grus (BG) och övriga ur armerade cementbetongbeläggningar, lager av cementstabiliserat grus (CG) och lager av cementstabiliserad sand (CS). Borrkärnorna har uttagits med dtamantpulverborrkronor, 10 och 15 cm i diameter.
Konsultation
För statens vägverk, luftfartsverket, byggnadsfirmor, konsulter m fl har olika väg- byggnadsmaterials lämplighet med avseende på bärighet och packningsegenskaper undersökts.
På begäran av ABV-Vägförbättringar AB har avdelningen avgivit ett princip uttalande angående omräkning av pris per m3 till pris per ton för stenmaterial.
Avdelningen har i samarbete med geologiska avdelningen till statens vägverks östra byggnadsdistrikt vid samråd och i uttalanden framfört synpunkter beträffande krossat och sorterat glimmerskifferhaltigt bergmaterials användbarhet, som undre del av förstärkningslager i bergschakt och på bergbank av dåligt berg.
För AB Bergendahl och Höckerts räkning har en utredning utförts om bärig heten hos förstärkningslager utförda med olika graderade grusmaterial, samt om värdet av kalkstabilisering vid leriga terrasser, då överbyggnaden avses utföras som HB-konstruktion.
För Kjessler & Mannerstråle AB har genom laboratorieprovning utretts möjlig heterna att använda vissa jordarter från Tanzania för framställning av cementsta- biliserade bärlager till lättrafikerade vägar.
Diverse
Avdelningen har under året genom O. Andersson varit representerad i Nordiska Vägtekniska Förbundets (N V F) utskott 30 och 31, och genom B. Örbom i NVFs utskott 32.
Avdelningen har under året genom O. Andersson som ordförande varit repre senterad i en av Föreningen för bituminösa beläggningar (FB B ) bildad analys kommitté.
Avdelningen har under året genom B. Örbom varit representerad i en av Cem- bureau, Paris, bildad Sub-Committee for Cementbound Materials.
Avdelningen har under året genom S. Engman varit representerad i en av Bygg AM A, det av olika organisationer bildade och finansierade bolaget, tillsatt grupp för jordschaktning — packning av jord inom MarkAMA-området.
Avdelningen har under året genom S. Engman varit representerad i en av sam- arbetsorganisationen för fordon-markforskning tillsatt kommitté, SFM specialkom mitté för provnings- och mätteknik.
På Kungl. Maj:ts och kronans genom statens vägverk framförda begäran har, på rekommendation av statens väginstitut, S. Engman vid avdelningen hörts som sakkunnigt vittne angående vägars bärighet vid huvudförhandling i Stockholm vid Kungl. Svea hovrätt.
Geologiska avdelningen
Tjälundersökningar
Jordarters tj ällyftningsegenskaper
De i föregående verksamhetsberättelse omnämnda tjällyftningsförsöken med ren- siktade fraktioner av krossade mineral har fortsatts. Arbetet har utförts som tre- betygsuppgift för två studerande vid kvartärgeologiska institutionen vid Uppsala universitet. Undersökningen har i stort sett visat, att mineralbeskaffenheten vid de undersökta mineraltyperna (kvarts, fältspat och kalcit) ej har någon påvisbar in verkan på tjällyftningen, Andra egenskaper, såsom partiklarnas storlek och form, är sannolikt av helt dominerande betydelse.
Som ett led i en påbörjad undersökning över klassificering av jordarter från tjäl- lyftningssynpunkt har en omfattande genomgång av internationell litteratur gjorts och en sammanställning av de vanligaste klassificeringsmetoderna är under publi cering.
Prowägar
Vid prowägarna Edsvalla 1966 och 1967 har observationerna fortsatt i något be gränsad omfattning. Under våren 1971 utfördes de avslutande undersökningarna vid provvägen Edsvalla 1966, varvid provsträckorna genomgrävdes. Det kunde därvid konstateras, att mineralullen förlorat sin ursprungliga hållfasthet samt upp tagit stora mängder fuktighet. Genom den höga fuktanrikningen hade mineral ullens värmeisolerande egenskaper starkt försämrats, vilket under tjälsäsongen visat sig i stora tjäldjup och stor tjällyftning. Mineralullsträckan reparerades under våren 1971 genom att mineralullen utbyttes mot formgjord, med glödtråd skuren styren cellplast.
Av de två typerna styrencellplast, som sedan 1966 provats vid prowägen Eds valla 1966, visade sig den strängsprutade vara skadad endast i mycket ringa grad, medan den formgjorda (uppsågade) hade sammantryckts i hög grad. Vissa plattor var helt förstörda, sannolikt beroende på den ursprungliga låga volymvikten hos
Fig 1. Detalj av uppgrävd grav i vägens tvärled, som visar hur den formgjorda cellplasten defor merats.
dessa plattor, vilket innebär en låg hållfasthet. (Jfr fotografi, fig 1 ). Fuktigheten hos den formgjorda cellplasten var i genomsnitt hög, ca 15 volymprocent, vilket kan jämföras med vattenhalten hos den strängsprutade cellplasten, som låg vid 2 volymprocent. Den formgjorda cellplastens försämrade värmeisolerande förmåga kunde konstateras vid tjäldjupmätningarna, som visade att tjäldjupet var större vid de med formgjord cellplast isolerade sträckorna än vid de med strängsprutad cell plast isolerade sträckorna.
Observationer vid de år 1969 byggda provvägarna Avesta 1969 (lättklinker), Linköping 1969 (lättklinker) och Kilsmo 1969 (lättbetongbalkar) har fortsatt i full omfattning.
Vid Skellefteå— Bureå har på uppdrag av Statens vägverk förslag getts till om byggnad genom isolering med strängsprutad cellplast av ett par tjälskadade väg- sträckor vid Innervik och Yttervik. Vid sträckorna, som ombyggdes sommaren 1970, har instrumentering utförts som vid prowägar. Under den gångna tjäl- säsongen har inga tjälskador uppkommit vid de isolerade sträckorna.
Övriga fältförsök
Vid en vägsträcka Kävesta— Talby, väg 52 i Örebro län, har under ett antal år halka uppstått tidigare på hösten än på övriga vägar i trakten. Det som skiljer denna väg från övriga är dess överbyggnad, som innehåller lager av skifferaska och orsten. För att utreda orsakerna till halkuppkomsten har på uppdrag av Statens vägverk halkmätningar och lokalklimatologiska undersökningar utförts, de senare med anlitande av expertis från Lunds Universitet. Undersökningsresultaten tyder på att skifferaskan i kombination med det hålrumsrika orstenslagret kan vara orsak till den tidiga halkuppkomsten. Halkgraden synes dock vara beroende av det lokal- klimatologiska läget.
Stenmaterialundersökningar
Stenmaterials motståndskraft mot slitage av dubbade däck
Den laboratoriemetod för mätning av stenmaterials nötningshårdhet, som redo visats i rapport nr 51, har vidareutvecklats och ett flertal stenmaterial har provats (även som beställningsarbeten). Som ett mått på stenmaterialets nötningshårdhet anges det s. k. sliptalet, vilket har definierats som viktsförlusten för provet, uträk nat i mg/cm2. De bästa värdena har erhållits för kvartsitvarianter (sliptal kring 45) och de sämsta för kalkstenar (sliptal över 300). Det har visat sig, att sliptalet läm par sig för urskiljning av vissa glimmerrika bergarter, som trots godkänd styrke grad slitits ner i vägbeläggningar vid intensiv dubbdäckstrafik. Sliptalet 220 har exempelvis erhållits för en gnejs från Västerås-trakten, som kan uppvisa styrke grad 1.
De dubbade däckens slitage har vidare studerats i provvägsmaskin i samarbete med beläggningsavdelningen (körning nr 15). Fjorton olika stenmaterial provades i form av ytbehandlingar med fraktion 11,3— 16 mm. För att den renodlade nöt ningen skulle kunna studeras utan att hela partiklar lossrevs, användes epoxiharts som bindemedel. Proven var även harpsiktade till samma flisighetstal 1,2 för att eliminera inverkan av partikelform.
Bland de provade stenmaterialen märkes ett antal mer eller mindre ljusa kvart- siter, som framkommit vid inventeringen (se nedan) av ljusa svenska beläggnings- material. Som jämförelse provades även några importerade ljusa material. Vidare utvaldes stenmaterial av varierande petrografisk sammansättning med olika styrke grad och sliptal.
Slitaget i provvägsmaskinen mättes genom profilering, men metoden visade sig ej helt lämpad för grova ytbehandlingar. Stora skillnader noterades dock i sten materialens slitstyrka. Mest iögonfallande var kvartsitbergarternas överlägsenhet, även material med icke godkänd styrkegrad kunde vara relativt slitstarka. De sämsta materialen var en glimmerrik gnejs och en kalksten, båda med godkända styrkegrader för fraktion 8— 11,3 mm. Båda provsträckorna blev snabbt nerslitna.
Ingen korrelation föreligger mellan slitaget av dubbade personbilsdäck på yt behandlingarna i provvägsmaskin och styrkegraden på samma fraktion vid konstant flisighetstal. (fig 2). Däremot kan en tydlig tendens till rätlinjig korrelation
skön-Fig. 2. Samband mellan me-delavnötning efter 200000 2 5-J_______ ,________,________,_______ ,---,---1---,---1---, v a r v i p r o v v ä g s m a s k i n o c h 1,0 1,5 2 ,0 2,5 3,0 3,5 4 ,0 4,5 5,0 s p r ö d h e t s ta l v i d f li s i g h e t s t a l M e d e l a v n ö t n i n g , m m 200 1 5 0 -1 0 0 5 0
-Fig 3. Samband mellan
me-—I——---- j , 1--- 1---1---1---1---r i i
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 delavnötnmg efter 200 000
varv i provvägsmaskin o c h
M e d e l a v n ö t n ö t n i n g , m m sliptal.
jas mellan slitagevärden och sliptal (fig 3). Studier av provytornas struktur efter slitage visar, att partiklarna utsatts för en renodlad nötande påkänning i provvägs- maskinen, däremot har krossning av hela partiklar knappast förekommit. I väg- beläggningar kan ofta en markant söndertryckning av hela partiklar iakttagas och en hel del krossning kan redan ha uppkommit vid vältning. Det är därför sanno likt att bMe sliptalet och styrkegraden behöver bestämmas för att en tillförlitlig bedömning av stenmaterial till vägbeläggningar skall kunna göras.
Fig 4. Kvartsit från Västervik, Kalmar (H ) län. Okomplicerad struktur med svag kornfogning. En mindre ansamling med glimmer till höger.
Sambanden mellan petrografi och slitage har studerats. Kvartsiternas överlägsna slitstyrka kan förklaras med att mineralet kvarts (som helt dominerar i bergarten kvartsit) är det hårdaste bergartsbildande mineralet. Materialhårdheten visade sig vara mycket viktig vid försöket i prowägsmaskin. Kvartsitbergarter bör dock även uppvisa god styrkegrad, d. v. s. vara sega. Detta villkor uppfylles i regel, om berg materialet blivit deformerat (jfr fig 4 och 5) av spänningar i berggrunden (jfr kallvalsning av stål, varvid ökad seghet erhålles). Nämnda deformationsföreteelse är av stor vikt även vad gäller andra bergarter. Som exempel kan nämnas att de geologiskt sett yngre graniterna ej utsatts för större påkänningar i berggrunden. De har därför en struktur med dåligt sammanfogade mineral, varvid bergarten uppvisar dålig styrkegrad.
Inventering av ljusa beläggningsmaterial
Allt större vikt har börjat läggas vid vägbeläggningars ljusreflexionsegenskaper. Det hittills enda sättet att erhålla en hållbar ljus beläggning har varit att blanda in vita, importerade stenmaterial i beläggningsmassan eller också att välta in dem senare i form av bituminiserad sten.
En inventering av ljusa stenmaterial inom landet har påbörjats på uppdrag av Statens vägverk. En enkät har sänts ut till vägverkets olika organ, äldre
provnings-Fig 5. Kvartsit från Forserum, Jönköpings (F ) län. Deformerade, ofta utvalsade kvartskorn liggande mellan ofta parallella plan med nedkrossat, hopläkt kvartsmaterial.
data vid väginstitutet har granskats, geologisk litteratur genomgåtts m. m. Fält arbetena påbörjades sommaren 1970. Prov av olika ljusa stenmaterial har tagits och undersökts i fråga om styrkegrad, sliptal och ljusreflexion, den senare bestäm ningen i samarbete med beläggningsavdelningen. Utvalda kvartsiter har även undersökts i provvägsmaskin. De enda ljusa svenska bergarter, som också uppfyller krav på hög slitstyrka, hör till kvartsitgruppen.
Det har visat sig, att de svenska kvartsiterna icke kan tävla med de bästa impor terade stenmaterialen i fråga om ljusreflexionsegenskaper. Däremot kan slitstyrkan för kvartsit vara bättre. Fullgod vidhäftning till bindemedel måste dock åstadkom mas så att beläggningen icke förstöres genom stenlossning.
De bästa kvartsitvarianterna har hittills lokaliserats till Småland (trakterna kring Eksjö— Nässjö— Sävsjö), Dalsland, samt Härjedalen och Jämtland. Stora kvanti teter finnes, men förekomsterna är icke alltid gynnsamt lokaliserade ur transport synpunkt.
Egenskaperna för stenmaterial till bär- och förstärkningslager
Stenmaterial av olika geologiskt ursprung uppvisar olika fysikaliska egenskaper, vilket försvårar en enhetlig och enkel provning. Missvisande värden på styrkegrad kan sålunda erhållas för vissa stenmaterial. Dessutom måste i en del fall andra
