Skadeutredning E4, delen Gränna-länsgränsen E-län

notat Nr 40-1996 Titel: Författare: Programområde: Projektnummer: Projektnamn: Uppdragsgivare: Distribution: Utgivningsår: 1996

Skadeutredning E4, delen Gränna-länsgränsen E-län

Torbjörn Jacobson

Vägteknik (Asfaltbeläggning) 60398

Skadeutredning, E4, Gränna Vägverket, Region Sydöst Begränsad div ä Väg- och transport-forskningsinstitutet

Inledning

På uppdrag av Vägverket, Region Sydöst, har VTI utfört en mindre skadeutredning av E4, delen Gränna - länsgränsen E-län. Undersökningen omfattar besiktning, provtagning, bedömning av borrprov och laboratorie-undersökningar av borrprov från slitlagret. Det aktuella vägavsnittet, 23 km i Klzan, norrgående fil, åtgärdades 1992 med lådfräsning och påförande av ett nytt lager AGF25/B85 och slitlager typ ABSlÖ/B85.

VM VK 90 ABSlö/BBS, kvartsit/diabas 3,80 m

110 AG25/885 4,7%

3,00 m

Gammal AG (50 mm

-.

,9

.;.

'57"' 5:916:z

_.

ägg. (éfgz-'Ã:§5:'digga'

BBÖ

39520255 .':I'Ãözøiáö:

.

..

- ' simma... '2822:2:sz-'swssêcxsâzç-pf-

_"

_{6"* *Da-22080453'D'iáåsççlöçi-QämD*va .}

.320-" 9-3?"'.t'iiå?"

.2:'5eäzgrzeäi§§?"'.81Ö""'§Ö"'

Figur 1 Principskiss (tvärsektion) över lådfräsning, E4, Gränna.

Typ av skador

Enligt besiktning från mars och april 1996 förekom omfattande Skador i beläggningen, typ materialsläpp, shipping, slaghål, sprickor och krackeleringar. Bitvis hade vägen reparerats under våren 1996. Enligt uppgift från Vägverket hade beläggningen i princip fallit sönder på de mest skadade partierna, vilket hade föranlett relativt omfattande reparationer.

Vid besiktningen i mars observerades rikligt med sprickor/krackeleringar utmed hela körfältet och vägen. Krackeleringarna förekom både i och mellan hjulspåren. Bitvis förekom sten- och materialsläpp, specith i lastbyteszonema. Liknande

skador observerades inte på broar som var åtgärdade samtidigt som den övriga

vägen men med enbart nytt slitlager. Vid de mest skadade partierna trängde vatten upp från sprickor i ytan när tunga fordon passerade. Längs med körbanan, nära VTI NOTAT NR 40-1996

vägmitt (K22an)förekom på delar av vägen en längsgående, grövre spricka (sannolikt nära lådskarven).

Typen av skador/sprickor framgår av fotona i bilaga 1.

Tänkbara skadeorsaker

Skadorna har enligt uppgift från Vägverket kommit mycket snabbt under våren 1996. Tidigare hade inga skador observerats. Beständighetsskadoma (stripping,

materialsläpp, slaghål) tyder på att vatten kommit in i de asfaltbundna lagren och

under trañkens inverkan tvättat bort bitumen från stenmaterialet. På så sätt har bindningen (kohesionen, adhesionen) i materialet gått förlorad och beläggningen börjar släppa sten eller falla sönder som var fallet vid de mest skadade ytorna (hela beläggningen var som grus). Den här typen av skador hade sin största utbredning i de sk lastbyteszonema (vanligt med separationer i sådana ytor) och där tillgången på smältvatten varit god.

De omfattande sprickorna/krackeleringarna utmed hela vägen tyder också på att

vägkonstruktionen kan ha bristfällig bärighet. Sprickornas art och utbredning tyder på att de är belastningsbetingade. Den här typen av skador kan bero på svagheter i asfalt- och/eller underliggande lager, icke normenliga material eller på att vägen är underdimensionerad med avseende på trañkbelastningen. Utmattningssprickor börjar uppträda när töjningsnivån i beläggningens underkant blir för stor och vanligtvis på våren under tjällossningen. En beläggning är mer sprickkänslig vid

lägre temperaturer (våren) än vid högre (sommaren).

Den längsgående sprickan utmed vägbanan kan bero på att den inre lådan (lådan

med ny AG) har satt sig.

I samband med besiktningen gjordes en RST-mätning. Resultatet visade på mycket varierande spårdjup (medelvärde 7,5 mm) och IRI-värden (medelvärde 1,6 mm/m) utmed vägen. Resultaten redovisas i bilaga 2. Nollsektionen börjar vid påfarten från Gränna.

Sammanfattningsvis kan uppkomna skador ha följande orsaker eller en kombination av dessa:

att vatten blivit instängt i konstruktionen (lådan) 0 bra tillgång till vatten (smältvatten)

dålig vidhäftning mellan stenmaterial och bitumen eller vattenkänslig beläggning

att asfaltlagren har felaktig sammansättning (högt hålrum, låg bindemedelshalt) att bindemedlet åldrats kraftigt (ökar sprickkänsligheten)

svaga, vattenkänsliga obundna material under asfaltlagren

för tunn konstruktion i förhållande till antal tunga fordon

dålig vidhäftning mellan lager

Provtagning

I början av maj 1996 genomfördes en provtagning av VTI. Provtagningen gjordes med hjälp av underlättaren och VTIs asfaltborr och ett antal borrkärnor och prov av obundna material togs. Borrkämomas diameter var 100 och 350 mm. Provborrningen gjordes genom samtliga bundna lager och så djupt som möjligt i de obundna.

Undersökningen/provtagningen inriktades på att försöka utröna hur och i vilken omfattning vattnet kunnat tränga in i vägkonstruktion. En hypotes var att vattnet kunnat tränga in genom sprickor i skarvar/fogar. En längsgående spricka hade t ex uppkommit på Klzans vänstra sida nära mittskarven. En annan hypotes var att vattnet relativt lätt kunnat tränga igenom slitlagret/beläggningen och sedan blivit instängt i lådan på grund av täta eller tjälade underliggande lager.

Provtagningssektioner

Provtagningen koncentrerades till tre sektioner, en med mer omfattande skador

(närmast Gränna), en med begränsade skador (nära Brahehus) och en referens med

oskadad beläggning (nära Huskvarna). De tre beläggningarna hade lagts samma år och med material från samma täkt och asfaltverk. Inte i något fall hade vidhäftningsmedel tillsatts massan. Följ ande antal prov togs:

Vid Gränna (provsektion 122.460, skador i mindre omfattning, halvskärning)

0 3 prov med underlättaren, diameter 350 mm (i skarvar mellan låda och övrig

Väg)

0 15 asfaltprov, diameter 100 mm i hjulspår

0 5 asfaltprov, diameter 100 mm mellan hjulspår

Vid Gränna (provsektion 124.762, omfattande skador, bank)

0 2 prov med underlättaren, diameter 350 mm (i skarvar mellan låda och övrig

Väg)

0 15 asfaltprov, diameter 100 mm i hjulspår 0 5 asfaltprov, diameter 100 mm mellan hjulspår Vid Huskvarna (1000 m, referensen)

0 1 prov med underlättaren, diameter 350 mm 0 15 asfaltprov, diameter 100 mm i hjulspår

0 5 asfaltprov, diameter 100 mm mellan hjulspår

Provtagningssektionema hade valts ut i samråd mellan Vägverket, entreprenören och VTI. För att begränsa undersökningen koncentreras den i detta skede till den delen av E4zan som ligger i Jönköpings län.

VTI NOTAT NR 40-1996

Bild 2 Provtagning vid sektion 122.460

Observationer vid provtagningen

Vid Gränna (provsektion 122.460, skador i mindre omfattning):

Överlag erhölls hela borrkärnor (diameter 100 mm) även om det undre AG-lagret var av sämre kvalitet och i viss mån föll sönder vid borrningen. Borrkärnoma

tagna mellan hjulspår såg bättre ut än de tagna i hjulspåret.

De grövre borrkämoma (diameter 350 mm) som togs i skarven/fogen mellan lådan och intilligande konstruktion var hela och inga sprickor observerades i skarven. Ett prov togs även i fogen mellan körbanan och vägrenen. Det provet föll dock sönder _ vid provtagningen. Materialet under vägmarkeringen hade strippat kraftigt.

Bärlagergruset verkade sandigt och lagt i två lager (bärlager, tätningslager). Enligt besiktningen av provgroparna verkade BBÖ-materialet vara grovt och ensartat. Vid Gränna (provsektion 124. 762, omfattande skador):

Borrkärnoma togs nära (direkt efter) ett vägavsnitt med omfattande skador och lagningar.

Mestadels hela borrkärnor (diameter 100 mm) erhölls men det undre AG-lagret föll delvis sönder vid borrningen. Borrkärnoma var av sämre kvalitet jämfört med sektion 122.460. Borrkärnoma visade att framför allt slitlagret och det undre, gamla AG-lagret var av sämre kvalitet medan det nya AG-lagret såg bra ut.

Borrkärnoma tagna mellan hjulspår såg betydligt bättre ut än de tagna i hjulspåret.

De grövre borrkämoma (diameter 350 mm) som togs i skarven mellan lådan och intilligande konstruktion föll vid borrningen till större delen sönder i småbitar. Ett helt prov på slitlagret och det nya AG-lagret erhölls men rikligt med sprickor förekom vilka hade läkts ihop. Det undre AG-lagret föll dock sönder i mindre bitar även för denna borrkäma. Av de tre asfaltlagren såg det nya AG-lagret bäst

ut.

Bärlagergruset såg ut ungefär på samma sätt som vid den tidigare provsektionen. BBQ-materialet verkade grovt och ensartat. Bärlagergruset håller för närvarande på att analyseras.

Vid Huskvarna (1000 m, referensen):

I samtliga fall erhölls borrkärnor av bra kvalitet. Asfaltlagren under fräslådan var betydligt tjockare och av betydligt bättre kvalitet än devid provsektionerna i Gränna. Bärlagergruset såg annorlunda ut vid denna sektion jämfört med de tidigare och hade en betydligt större lagertjocklek

Vidhäftningen mellan de olika asfaltlagren verkade enligt borrkämoma vara bra

för samtliga sektioner. Vid Gränna, sektion 124.762 (skadade partiet) var dock

Vidhäftningen mellan det nya och gamla AG-lagret dålig. I följande tabell redovisas lagertjocklekar.

Tabell 1 Lagertjocklekar uppmätta vid provtagningen.

Lagertyp Gränna Gränna Huskvarna

sekt. 122.460 sekt. 124.762 sekt. 1000

cm cm cm

Slitlager 4 4 4

Övre AG (nytt)

5

5

5

Undre AG (gammalt) 5 4 10

Övre obundet lager (bärlager)

21

20

26

Undre obundet lager (tätningslager 30 28 29

Besiktning av borrkärnor

Borrkärnorna besiktigades på laboratoriet med följande resultat. Ett antal fotografier på borrkårnomaredovisas i bilaga 3.

Tabell 2 Sammanställning över besiktning av borrkämor.

Lager Gränna Gränna Gränna Gränna Huskv. Huskv.

sektion sektion sektion sektion sektion sektion 122.460 122.460 124.762 124.762 1000 1000 hjulspår m. hjspår hjulspår m. hjspår hjulspår m. hjspår

Slitlager (ABS) hela prov, hela prov, ngt hela prov, hela prov, ej hela prov,

en del en del trasiga, en del stensläpp ej stensläpp stensläpp stensläpp mycket stensläpp

stensläpp

Övre AG (nytt) hela prov, hela prov, ngt hela prov, hela prov, hela prov, bra mycket trasiga, bra mycket bra mycket bra

bra

Undre AG (gammal) delvis delvis delvis delvis mycket bra mycket bra trasiga trasiga trasiga trasiga

Labprovning

Efter besiktning sågades (delades) borrkärnoma så att prov av slitlagret, ABS 16/B85, skulle kunna undersökas enligt följande tester:

vidhäftningstal

bindemedelshalt, kornkurva och hålrum

analys på återvunnet bindemedel

vattengenomsläpplighet petrograñ på asfaltballast

Provningen omfattar i detta skede enbart slitlagret. På grund av att en del provkroppar inte var provningsbara för samtliga analyser ñck labprovningama i

viss mån anpassas efter detta vilket innebär att provningarna blev något

begränsade.

De flesta provningsmetodema följer FAS metodanvisningar för massabeläggning och bindemedel. Vattengenomsläppligheten har gjorts enligt en VTI-metod som tidigare använts för att testa förseglingprodukters tätningsförmåga (VTI Notat 22-1994) och som innebär att en vattenpelare appliceras på en provkropps ovansida samtidigt som provets undersidan utsätts för ett konstant undertryck. Vattengenomsläppligheten är den mängd vatten som kan passera genom eller blir kvar i provkroppen under en bestämd tid.

Resultat av labprovningen

I tabellerna 3-8 redovisas resultaten från labprovningen.

Skrym-, kompaktdensitet och hålrumshalt

Tabell 3 Skrym-, kompaktdensitet och hålrumshalt på borrkärnorfrån slitlager, ABS1 6/B85 (medelvärden).

Objekt Skrym- Skrym- Kompakt- Hålrums-

Hålrums-densitet densitet densitet halt halt

g/cm3 g/cm3 g/cm3 vol- % vol- %

FAS 411 FAS 448 FAS 425 Paraffin Vatten Gränna: sekt.122.460, hjulspår 2,413 2,438 2,462 2,0 1,0 sekt.122.460, m. hjspår 2,420 2,426 2,456 1,5 1,2 sekt.124.762, hjulspår 2,361 - 2,491 5,2 -sekt.124.762, m. hjspår 2,370 2,329 2,486 4,7 5,8 Huskvama: sekt. 1000, hjulspår 2,433 2,451 2,461 1,2 0,4 sekt. 1000, m. hjspår 2,427 2,442 2,462 1,4 0,9

Det är svårt att på ett korrekt sätt mäta hålrumshalten på tunna borrkärnor när det

gäller skelettasfalt, speciellt om de är av sämre kvalitet. Ytskrovlighet och eventuella material- eller stensläpp kan inverka på resultatet. Normalt skall

skrymdensiteten bestämmas enligt vattenmetoden (FAS 427) men eftersom

hålrumshaltema blev låga har skrymdensiteten även bestämts enligt parafñnmetoden (FAS 411). Resultaten visar att hålrumshalten på ett markant sätt

skiljer mellan sektionen 124.762 vid Gränna, där omfattande skador förelåg och

de två övriga sektionerna med inga eller måttliga skador. De höga hålrumshaltema vid sektion 124.762 kan delvis bero på att materialet erhållit stripping . Vad som kan tala emot detta är att hålrumshalten är hög även för prov tagna mellan hjulspåren där ingen tung trafik gått, vilket tyder på att asfalten redan från början kan ha haft ett relativt högt hålrum. De låga hålrummen vid övriga sektioner kan till viss del eventuellt förklaras av efterpackning och igensättning av ytliga porer. Vi får inte glömma bort att beläggningen är fyra år gammal och att andelen tung trafik är mycket hög.

Kornstorleksfördelning och bindemedelshalt

Tabell 4 Komstorleksfördelning och bindemedelshalt på borrkärnorfrån slitlagret, ABS16/B85 (medelvärden).

Objekt Bind.halt Bind.halt Material Material Material Material vikt-% vikt-% < 0,074 < 2,0 < 4,0 < 8,0 kor. för borrk. mm mm mm mm Gränna: sekt.122460,mulspår 5,8 5,9 8 22 29 41 sekt.122460, m. hjspår 6,1 6,2 8 22 30 43 sekt.124762, hjulspår 5,4 5,5 8 22 28 38 sekt.124762, m. hjspår 5,5 5,6 8 21 28 38 Huskvarna: sekt. 1000, hjulspår 5,8 5,9 9 24 30 42 sekt. 1000, m. hjspår 5,9 6,0 9 23 30 41

Analyserna omfattar dubbelprov.

Bindemedelshalterna i slitlagret är markant lägre vid sektion 124.762 (skadade partiet) än Övriga sektioner, en skillnad på ca O,4-O,6 procentenheter. De lägre bindemedelshaltema tyder på att antingen har beläggningen strippat , dvs

bitumen har tvättats bort eller på att bindemedelshalten varit låg från början

(kanske pga separationer). Eventuellt kan en kombination av dessa faktorer föreligga. Vid (alltför) låg bindemedelshalt ökar risken markant för beständighetsskador.

Bindemedelshalterna ligger i allmänhet på en relativt låg nivå (kanske för att undvika risk för plastiskadeformationer). Kornstorleksfördelningen ser bra ut och uppfyller kraven i VÄG 94 även om ñllerhalten ligger i det undre registret.

Petrograjipå asfaltballast i slitlagret

Det grövre stenmaterialet utgjordes enligt uppgift av kvartsit från Dalbo i Dalsland och diabas från Tjällarp i Småland. Det ñnkomiga stenmaterialets (0-8 mm) ursprung är okänt. Asfaltmassoma tillverkades i verket vid Bleckenstad. Bergartsammansättningen har bestämts på materialet större än 8 mm.

Tabell 5 Okulär petrografisk bedömning av extraherat stenmaterial (slitlager, ABS16/385).

Objekt Kvarstsit Diabas Gnejsgranit

vikt-% vikt-% vikt-%

Gränna: sekt. 122.460, bättre 66 18 16 sekt.124.762, sämre 66 20 14 Huskvarna: sekt. 1000, ref. 67 20 13 VTI NOTAT NR 40-1996

Kvartsiten är av den typen som brukar användas till slitlagerbeläggningar i södra

Sverige. Kvartsit är en sur bergart med hårda, släta ytor, ibland litet feta, som i

vissa fall uppvisat vidhäftningsproblem (främst i dränbeläggning). Det finns även många exempel på kvartsitbeläggningar som klarat sig bra. Normalt brukar inte vidhäftningsmedel behöva användas även om en del tillämpningar, t ex fräslåder kan kräva sådana tillsatser för att säkerställa acceptabel vidhäftning mellan stenmaterial och bitumen. Risken för vidhäftningsskador bedöms vara stor för den här typen av stenmaterial ifall vatten riskerar komma in i beläggningen. Diabas är en bergart med normalt bra vidhäftningsegenskaper. Den petrograñska analysen visar att stenmaterialet är identiskt vid de tre provsektionema, en viktig förutsättning vid jämförande provning.

Analys av återvunnet bindemedel

Bindemedel har återvunnits ur borrkärnoma genom kallextraktion med diklormetan och rotationsindunstare enligt FAS-metod 419-91. Bindemedelsåterstoden har sedan analyserats enligt metoderna i tabell 6.

Tabell 6 Analyser av återvunnet bindemedel från slitlager, ABS16/B85

(medelvärden av två prov).

Objekt Penetration Mjukpunkt Fraass Duktilitet

vid 25°C, brytpunkt vid 25°C

0,1 mm °C °C cm

Gränna, sekt.124762,

(hjulspår, sämre parti) 33 58 -11 >100

Penetrationen beskriver bitumenets hårdhet medan mjukpunkten talar om vid

vilken temperatur bitumenet mjuknar (mått på mjukhet). Duktiliteten beskriver

elasticiteten hos bitumenet. Fraass brytpunkt beskriver risken för lågtemperatursprickor. Resultaten visar på normala värden för en beläggning med fyra år gammalt bitumen. Det kan ändå noteras att bitumenet hårdnat (oxiderat) betydligt jämfört med speciñkationema för nytillverkad massa. Det mesta av försprödningen sker vid tillverkning och transport av asfaltmassorna. De prov som analyserats är tagna i hjulspåren vid den sämre av provsektionema.

Vattengenomsläpplighet

Asfaltbeläggningens vattengenomsläpplighet är i allmänhet dåligt dokumenterad och ingen normerad metod finns för detta ändamål. Kraven på hålrumshalt i täta asfaltlager behandlar och styr indirekt upp denna egenskap. En viktig faktor för att vatten skall kunna tränga igenom ett asfaltlager och i vilken utsträckning är förutom hålrumshalten ett sammanhängande porsystem, poremas storlek och beläggningens tjocklek. Förekommer sprickor kan naturligtvis vatten tränga ner i asfaltkonstruktionen. Skelettasfalt har ett annorlunda hålrum (ojämnt fördelade porer) jämfört med tät asfaltbetong (färre men grövre porer), vilket åtminstone i teorin gör att den lättare kan släppa igenom vatten. Ny forskning behövs inom detta område. Fyra prov per sektion, två i hjulspår och två mellan har analyserats VTI NOTAT NR 40-1996

10

enligt VTIs relativt nyutvecklade metod för vattengenomsläpplighet. Eftersom metoden är ny och under utveckling bör resultaten bedömas med försiktighet. Tabell 7 Vattengenomsläpplighet på borrkärnor (slitlagret, ABS1 6/B85)

(medelvärden).

Objekt Vattenflöde Anmärkning

l/min

Gränna:

sekt.122.460, hjulspår 0 Beläggningen tät

sekt. 122.460, m. hjspår 0 Beläggningen tät

sekt. 124.762, hjulspår l

sekt.124.762, m. hjspår 0,1 Huskvarna:

sekt. 1000, hjulspår 0 Beläggningen tät

sekt. 1000, m. hjspår 0 Beläggningen tät

Referenser:

ABT16/B 85, labtillverkat prov 0 Beläggningen tät

ABS16/B 85, labtillverkat prov 2 Det ena provet var tätt, det

andra släppte genom vatten Testet visar att proven från Gränna, sektion 124.762, släpper igenom en del vatten medan övriga prov är täta. De prov som testades hade enligt okulär bedömning inga sprickor. Vid tidigare försök på VTI har skelettasfalt uppvisat relativt stora vattenflöden enligt samma metod (som ABS-referensen). Provkropparnas höjd varierar något.

Vattenkänslighet-vidhåftningstal

Vidhäftningsegenskaperna har bestäms enligt FAS-metod 304, Bestämning av vattenkänslighet genom pressdragprovning . Undersökningen gjordes på prov från Gränna, sektionen 122.460 (ytan med mindre skador) och Huskvarna. Proven kommer från borrkämor tagna i hjulspåret.

Tabell 8 Vattenkänslighet och draghållfasthet genom pressdragprovning på borrkämorfrån slitlager, ABS16/B85 (medelvärden avfem prov).

Objekt Pressdrag- Pressdrag-

Vidhäftnings-hållfasthet

hållfasthet

tal

torrt prov vattenlagrat prov

ll

Provkropparnas höjd varierar mellan 25-35 mm med de högsta värdet för proven från Huskvarna.

Beständighetsprovningen visar på en markant skillnad i vidhäftningstal mellan

proven från Gränna och Huskvarna. Ett vidhäftningstal på 59 % är ett lågt värde

som pekar mot att vidhäftningen är dålig mellan stenmaterialet och bindemedlet under inverkan av vatten. Hålrums- och bindemedelshalten är förhållandevis lika

mellan de två sektionerna. Det låga vidhäftningstalet tyder på att slitlagret med

tiden försämrats. Vidhäftningstal på 81 % är en normal och bra nivå för en fyra år gammal asfaltbeläggning. Det krav som finns i VÄG 94, 50 %, riktar sig i första hand mot nytillverkade prov. En skärpning av kraven mot 70 % planeras under

1996.

Sammanfattande kommentarer och slutsatser

Laboratorieundersökningama har hittills inriktats mot att undersöka slitlagrets tillstånd och provtagningen har begränsats till tre provsektioner. Resultaten tyder på att slitlagrets egenskaper varierar utmed vägen och där skadorna har sin största utbredning är egenskaperna hos slitlagret som sämst. Enligt besiktningen verkar skadorna kopplade till dålig beständighet ha börjat och även ha sin största utbredning i de sk lastbyteszonerna, sannolikt beroende på att vatten kunnat tränga ned genom slitlagret på grund av relativt höga hålrum. Relativt låga bindemedelshalter kan ha accelererat skadeutvecklingen. Det är viktigt att komma ihåg att slitlagret är fyra år gammalt och sannolikt hunnit påverkats negativt av klimat, trafik, sprickor mm, framför allt om vägens bärighet inte är tillfyllest. Vid den här typen av undersökningar (skador i slitlagret) är det alltid svårt att exakt avgöra om och i vilken omfattning uppkomna skador orsakats av brister i slitlagret och/eller påverkats av underliggande lager, i detta fall genom

kvarstående vatten i fräslådan. Tillgång till vatten, svåra vintrar och tung trafik

(gynnar) påskyndar uppkomsten av beständighetsskador. Kvalitetskontrollen bör visa om slitlagret hade rätt sammansättning från början.

Enligt de prov som togs verkar det nya AG-lagret ha klarat sig förhållandevis bra men labprovningar rekommenderas för att fastställa sammansättning och egenskaper, speciellt vattenkänsligheten. Vid tidigare skadeutredningar av den här typen har AG-materialet fallit sönder vid provtagningen och materialet har visat sig söndersprucket och strippat . Nu togs inte proven i de allra sämsta ytorna som till stor del hade reparerats vid provtagningstillfället. AG-massan har också förhöjd bindemedelshalt vilket bör vara positivt för materialets förmåga att motstå vattenpåkänningar.

Det undre, gamla AG-lagret var vidsektionerna i Gränna enligt borrkärnoma av

sämre kvalitet, bl a föll de delvis sönder vid borrningen. Skillnaden mellan prov

från Gränna och Huskvarna var härvidlag markant. Det är möjligt att AG-lagret tagit skada av instängt vatten. Det kan också ha varit dåligt från början, innan lådfräsningen utfördes.

12

De prov som togs vid spruckna partier visade att sprickoma går genom hela asfaltkonstruktionen. Prov tagna vid skarvarna/fogarna mellan lådan och intilligande beläggning visade inte på sprickor mellan de olika materialen. Det innebär att risken för läckage bör ha varit liten. Enligt besiktningen förekom bitvis en grövre längsgående spricka nära den vänstra skarven, vilket tyder på att den inre lådan satt sig. Det kan bero på sättningar i underliggande lager.

Den rikliga förekomsten av sprickor och krackeleringar tyder på att bärighetsbetingade skador uppkommit, kanske beroende på svagheter i underliggande obundna material eller på att asfaltkonstruktionen är för klen eller tunn i förhållande till andelen tung trafik (trañkbelastningen). För att utröna detta bör en fallviktsmätning utföras. Mätningen bör göras både i hjulspår och mellan hjulspåren, bland annat för att sprickor kan störa resultaten och för att se hur pass mycket den tunga trafiken påverkat (försämrat) vägen. Ett problem med en mätning nu (sommaren) är att vägen kan ha torkat upp och effekten av

vattenkänsliga material på så sätt gått förlorad. Trots detta bör ändå en

fallviktsmätning utföras innan vägen åtgärdas.

De prov på obundet material som togs kommer att analyseras på VTI (Peet Höbeda) och är en viktig del av undersökningen för att bedöma vägens bärighet. För att utreda hur tillståndet i beläggningen varierar längs vägen (23 km) rekommenderas borrkärnor tagna från hela vägsträckningen. Skadebilden på vägen kan ligga till grund för hur denna provtagning skall läggas upp. Borrkärnoma bör

undersökas med avseende på hålrums- och bindemedelshalt. I några fall bör även

vidhäftningstalet bestämmas. Med utgångspunkt från erhållna materialdata kan

sedan åtgärd eventuellt designas med hjälp av VTIs analytiska dimensionerings-program.

Sammanfattningsvis visar undersökningen hittills att flera olika skadetyper

sannolikt föreligger. Skador typ stripping , materialsläpp, slaghål tyder på dålig

beständighet hos asfaltlagren i lastbyteszonema där vatten kan tränga in och bli

kvar i konstruktionen (lådan). Vid speciella betingelser såsom tjällossning, täta

underliggande lager kan högt porvattentryck uppstå i beläggningen av trañkbelastningen och resultera i strippingskador. I detta skede, efter fyra års trafik, uppvisar slitlagret dåliga vidhäftnings- och beständighetsegenskaper (utom på broarna). Underliggande AG-lager, både nytt och gammalt, har hittills inte undersökts och det är därför svårt att uttala sig om dessa lagers egenskaper. Enligt

borrkämoma såg det nya AG-lagret relativt bra ut (det hade också förhöjd

bindemedelshalt) medan det gamla AG-lagret verkar vara av sämre beskaffenhet. De sparade borrkämoma från AG-lagren bör dock undersökas innan vägen åtgärdas.

Förekomsten av sprickor och krackeleringar tyder på att bärighetsbetingade skador uppkommit. Frågan är dock om belastningsskadorna uppkommit på grund av att konstruktionen försvagats av inträngande vatten från vägytan eller om konstruktionen som sådan varit för svag för rådande trañkbelastning (kanske fjädrande lager under). Om det senare alternativet gäller och E4 mellan Ödeshög och Jönköping har samma konstruktion finns det risk för att hela sträckan kommer

13

att få en förtida nedbrytning i Klzan. Vid vattenkänsliga lager kan skador komma mycket snabbt (tom på ett fåtal dagar) om alla ogynnsamma faktorer samverkar, något som sannolikt varit fallet efter påbörjad tjällossning senvintem 1996. Den typen av skador är mycket svåra att prediktera, t ex när det gäller risk för liknande nedbrytning av fräslådan i Kl :an fram till Jönköping.

En annan kärnfråga är hur stor inverkan svagheter i underliggande lager kan ha för uppkomsten av skador typ stripping och materialsläpp i slitlagret. Bra (lång) hållbarhet i biturninösa slitlager förutsätter dels att underliggande lager är tillfyllest, dels att materialet i sig själv har rätt sammansättning och är korrekt utfört. Enligt VTIs tidigare erfarenheter har hållbarhetsskador uppkommit mycket snabbt i slitlagret när AG:n (eller motsvarande) varit av dålig kvalitet och speciellt om vatten blivit instängt i de bitumenbundna lagren.

Bilaga 1

Bild 1 Exempel på spårbildning. Besiktning m

ars 1996 (Gränna).

Bild 2 Exempel på krackeleringar. Besiktning mar

Bilaga 1 2

Bild 5

Bild 6

Exempel på partier med 0mfattande skador (lagningar). Besiktning mars 1996

Bilaga 1

Bild 7 _{Exempelpå partier med 0}

Sp årdj up Di ag ra m 5 30 .0 « 25,0 20,0 * 15.0 Bilaga 2 RST-mätnlng 10 ,0 _5,0 -0, 0 Si da 1

Sp ár dj up Di ag ra m 6 Si da 1

Sp ár dj up Di agra m 7 30 1) 25 !) 20 A) 15 1) 10 1) _5A) _OI) 10 00 0 10 500 11 00 0 11 500 12 00 0 1250 0 13 00 0 1350 0 14 00 0 14 50 0 15 00 0 Si da 1

Sp ár dj up Di ag ra m8 30 1) 25 1) 20 1) 15 1) 10 1) _5A) _OJ) 15 00 0 15 50 0 16 00 0 16 50 0 17 00 0 17 50 0 18 00 0 18 500 19 00 0 19 50 0 20 00 0 Si da 1

Sp år dj upDi ag ra m 9 BO J) 25 1) 20 1) 15Å) 1(k0 5x) OJ ) ' 20 00 0 20 50 0 21 00 0 21 50 0 22 00 0 22 50 0 23 00 0 23 50 0 24 00 0 24 500 25 00 0 Si da 1

IR I Di ag ra m1 'Z OO 5, 00 . -+ I t h ö M vä Ei OO AL OO Duaåa L RST-mätnmg 21 00 :L OO LOO (LOO 0 50 0 10 00 15 00 20 00 25 00 3000 3500 40 00 45 00 50 00 Sida 1

IR I Di ag ra m5 'L OO axx) -0 -H M h Ö -I -IR lvä EL OO IL OO ii OO :L OO LO O (L OO 50 00 55 00 60 00 65 00 70 00 75 00 80 00 85 00 90 00 95 00 10 00 0 Si da 1

IR IDi ag ra m 6 'Z OO + I t h ö -I -lR lvä (i OO Ei OO At OO il OO iL OO LO O (l og _. -_ 10 00 0 10 50 0 11 00 0 11 500 12 00 0 12 50 0 1300 0 13 50 0 14 00 0 14 50 0 15 000 Si da 1

IR I Diag ra m 7 7, 00 6, 0 5, 00 4, 00 3, 0 2. 0 F.0 0 Si da 1

IR I Di ag ra m8 Si da 1

Bilaga 3

1

Bild 1 Besiktning av borrkämor. Provfrån sektion 122.460.

orrkärnor. Provfrån sektion 124.762.

Bild 5 Besiktning av 19

Bild 6 Besiktning av borrkärnor. Prov från refer