Alternativa bitumenbundna bärlager : provsträckor på E18 Köping. Byggnadsrapport

(1)

VT 1 notat

Nr 40-1997 Utgivningsår: 1997

Titel: Alternativa bitumenbundna bärlager

Provsträckor på E18 Köping Byggnadsrapport

Författare: Safwat Said, Klas Hermelin och Håkan Carlsson

Programområde: Konstruktion och byggande Projektnummer: 60410

Projektnamn: Bitumenbundna lagers nedbrytningsförlopp Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: Fri div Väg- och transport-forskningsinstitutet ä

(2)

Nr 40-1997

Utgivningsår: 1997

Titel:

Alternativa bitumenbundna bärlager

Provsträckor på E18 Köping

Byggnadsrapport

Författare: Safwat Said, Klas Hermelin och Håkan Carlsson

Programområde: K0nstruktion och byggande Projektnummer: 60410

Projektnamn: Bitumenbundna lagers nedbrytningsförlopp Uppdragsgivare: Vägverket

(3)

(4)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING ... ..SIDA 1. BAKGRUND ... .. 5

2. MÅLSÄTTNING ... .. 5

3. BESKRIVNING AV PROVVÄGEN ... 5

4. PROVSTRÃCKORNAS UPPBYGGNAD ... 8

4.1 BUNDNA BÄRLAGER ... .. 10 4.1.1 AG25/BI80 (referens) ... .. 10 4.1.2 Viacobase D 25 ... .. 11 4.1.3 Runbase (IMAI) ... .. 12 4.1.4AGS22/3120 ... ..13 4.2 SLITLAGRET ... .. 15

5. DOKUMENTATION AV INGÅENDE MATERIAL ... 16

5.1 OBUNDNA MATERIAL ... .. 16 5.1.1 Bärighetsmätningar ... .. 16 5.1.2 Lagertjocklekar... .. 20 5.1.3 Materialundersökningar ... .. 22 5.2 BUNDNA MATERIAL ... ..27 5.2.1 Lagertjocklekar... ..27 5.2.2 Materialbeskrivning... .. 28

6. FÄLTMÄTNINGAR PÅ FÄRDIG VÄG ...31

6. 1 TVÄRPROFILMÄTNING MED PRIMAL ... .. 3 1 6.2 PROVBELASTNING MED FALLVIKT... .. 32

6.3 VÃGYTEMÄTNING MED RST-BIL ... 34

6.4 MÄTNING AV BELÄGGNINGSTEMPERATUR. ... 36

7. REFERENSER ... 37 BILAGOR

(5)

(6)

1. Bakgrund

Nya bitumenbundna bärlagertyper som alternativ till konventionella AG-beläggningar har börjat användas sedan några år. Flera entreprenörer har tagit fram egna typer av bitumenbundna bärlager. Vanligen är de stenrikare och har dessutom ofta större stenmax än AG-beläggningar. Av den anledningen antas att de nya bärlagertypema har betydligt bättre mekaniska egenskaper än hos konventionell AG. Det bitumenbundna bärlagret av AG-typ är ett bärlagergrus som förbättrats genom tillsats av bitumen för att ge materialet en bättre lastfördelande förmåga. AG-bärlagret bygger på empiriskt framtagen kunskap under många års iakttagelser. Däremot bygger alternativa bärlager på forskningsresultat och erfarenheter under relativt kort tid samt med begränsad volym (enstaka objekt).

För att klarlägga skillnaderna mellan olika bärlagertyper och verifiera deras tekniska livslängd har VTI på uppdrag av Vägverket HK medverkat i planering och uppföljning av ett försöksprojekt i form av en provväg, där 4 olika typer av bitumenbundna bärlager ingår. Bärlagren kommer att utvärderas med avseende på mekaniska egenskaper och provsträckomas nedbrytning. Provsträckoma kommer att följas upp i minst fem år för slutjämförelser mellan olika beläggningar genom provning, fältmätningar och accelererad provning av överbyggnader med olika bärlager i en provvägsmaskin. Den accelererade provningen samt relaterade laboratorieundersökningar har redovisats tidigare [Pienimäki och Pihlaj amäki -95,

Said -96, Said och Johansson -97].

2. Målsättning

Syftet med provsträckoma, byggda med fyra olika bärlagertyper, är följande: 0 Att klarlägga skillnaderna mellan alternativa bärlager.

0 Att undersöka tillförlitligheten hos vedertagna funktionsmetoder inklusive accelererad provning i provvägsmaskin för utvärdering av beläggningsfunktion i vägkroppen.

3. Beskrivning av provvägen

Två provsträckor per bärlagertyp, totalt åtta provsträckor, är belägna på en nybyggd vägsträcka av E18, Arboga-Köping. Entreprenaden omfattar projektering och byggande av 17 km ny motorväg. Entreprenaden är en funktionsentreprenad med sju års garantitid. Den utfördes 1994/95 av NCC och Vägverket Produktion i ett 50/50 konsortium. Beställaren är Vägverket, Region Mälardalen. Vägsträckans geografiska läge med provsträckoma illustreras i figur 1.

(7)

Figur 1. Provsträckornas läge.

Den genomsnittliga totala trafikmängden på den här sträckan är ca 12000 fordon/dygn.

Totalt åtta provsträckor med 200 meter per sträcka är byggda och med två sträckor per bärlagertyp. Provsträckorna ligger i båda körriktningarna och är belägna mellan sektionerna 14/200 och 15/000, Vilket är närmast Köping. Alla fyra alternativen har utförts i båda körriktningarna. Placeringen av provsträckorna med olika bärlagertyp, som har skett genom lottning, illustreras i figur 2.

(8)

.. i

//K1/IK2 //K2 /'K1

2,75 7,5 1 14/200 _-STR1 _STR5

A625

_Ref.

AGszz

14/400

_-33:) 25

STR6

_IMM100 ₈ 8 Brunn Brunn 14/480 14/483 14/600 __-STR3_IMM100 _{__} _AG25STR7

Provstrackor E18,

Ref

Alt. bituminösa bärlager

14 800 _-/ Arboga STR4 STRB AGSZZ VlabD 25 Köping 15/000 _

Figur 2. Placering avprovsträckoma.

(9)

4. Provsträckornas uppbyggnad

Provvägen på E18 Köping består av 8 provsträckor med fyra olika Överbyggnads-konstruktioner. Varje konstruktionstyp är utförd på två provsträckor, en i var riktning. Provsträcka 1-4 i riktning mot Västerås och provsträcka 5-8 i riktning mot Arboga. Varje provsträcka är 200 m lång och de är belägna i det högra körfältet (Kl) på motorvägen. Samtliga provsträckor har ett slitlager bestående av 90 Viacotop 16 och 650 mm förstärkningslager 0-200. Bärlagret har varierats på de olika provsträckoma mellan bundet bärlager till indränkt makadam. Sträcka 1 och 7 fungerar som referenssträckor med ett konventionellt bärlager av typen AG 25.

Lageruppbyggnaden på respektive provsträcka är nominellt enligt figur 3-6.

I 1) 35 mm 90 Viacotop 16 .2) 65 mm 150 AG 25

3) 40 mm IM 8-32 I 4) 110 mm bärlager 0-80

I 5) 650 mm förstärkningslager 0-200

Figur 3. Lageruppbyggnaden på sträcka 1 och 7.

(10)

I 1) 35 mm 90 Viacotop 16

EI 2) 65 mm Viacobase D 25

I 1) 35 mm 90 Viacotop 16 52) 10 mm 40 AB8Ö, förseglad E] 3) 100 mm I1\/IM100 32-63 I 4) 105 mm bärlager 0-50

(11)

I 1) 35 mm 90 Viacotop 16 .2) 65 mm 150 AGS 22

Figur 6. Lageruppbyggnaden på sträcka 4 och 5. Bärlagret 0-50 på sträcka 3 och 6 utfördes enligt VÄG 94. IMM 100 32-63 på sträcka 3 och 6 utfördes med följande krav:

Krossat berg

Kulkvarnsvärde < 18 Sprödhetstal <55

Max 10% med stänglighet >3:1

Vid 22,4 mm sikt 10% i 5% passerande

4.1 Bundna bärlager

Huvudsyftet med det här försöksprojektet är att klarlägga egenskaperna hos alternativa bärlager och om de är bättre än det relativt billiga och beprövade AG-bärlagret. De fyra bärlagertyperna som ingår i försöket är, utöver det konventionella bärlagret AG25/B180 som referensbeläggning, Viacobase D25 (firmabunden bärlagerbeläggning från NCC industri), Runbase (firmabunden bärlagerbeläggning från Vägverket Produktion) och AGS22/B120 som är en stenrik AG-beläggning.

Av VTI har ej någon produktionskontroll utförts, däremot uttogs 300 kg per massatyp från asfaltverket för laboratorieundersökningar.

4.1.1 A625lB180 (referens)

Referensbeläggningen, AG25/B180, är ett bitumenbundet grus (AG) som normalt används som bärlager. Sammansättningen är enligt BYA 84 och nästan identiskt med AG22 enligt VÄG 94. Den har nominella värden på 4,2% bindemedelshalt, 6% hålrumshalt och stenmax 25 mm.

(12)

Figur 7. Beläggningsyta hosAG25.

4.1.2 Viacobase D 25

Viacobase D beläggningen i det här objektet är en öppen skelettbeläggning, som liknar ett storstensbärlager, med stenmax 25 mm och en hålrumshalt mellan 15 och 20 %. Viacobase D innehåller cellulosafibrer som motverkar separationen i massan. Fördelarna med Viacobase D i jämförelse med konventionell AG antas vara att Viacobase D är stabilare på grund av sten mot sten kontakten som ger hög inre friktion, bättre utmattningsegenskaper och lägre vattenkänslighet eftersom den har tjockare bindemedelsfilm samt att den höga hålrumshalten minskar risken för vatteninstängning i lagret. Den höga hålrumshalten försämrar dock utmattningsmotståndet som är den viktigaste uppgiften hos bärlagret. Det är viktigt att lyckas med proportioneringen och utläggningen för att kunna uppnå ovanstående egenskaper hos skelettbeläggningen. Vid fel i sammansättningen hos beläggningar är risken för skador mycket stor, i synnerhet hos skelettbeläggningar [Saarela -93], därför är det mycket svårare att tillverka skelettbeläggningar än konventionella asfaltbeläggningar. Det hävdas också att Viacobase D har en lägre benägenhet till separation tack vare att den innehåller fibrer. En nackdel med Viacobase D är att den är dyrare per ton vid tillverkning än AG.

(13)

. ' D . H.. 'On a .

;2.7.5235 2-/ en:

* '

-Figur 8. Beläggningsyta hos Viacobase D 25. 4.1.3 Runbase bärlager (IMM)

Runbase bärlager från Vägverket Produktion består av indränkt makadam och massabunden med 4OAB8Ö, som därefter förseglas innan slitlagret påförs.

q.

:_;1'-'|l

'

.

11 ._ '59,

.V'Ãå'ç

Figur 9. Beläggningsyta hos Runbase.

Runbase (IMM) definieras av tillverkare som ett bundet bärlager bestående av

ensartad makadam som sammanfogas med bitumen och som nertill fixeras i grus,

(14)

asfalt eller betong och upptill i asfaltmassa. Bindemedlets hårdhet kan anpassas till de lokala förutsättningarna. Bindemedelsmängden är högre än vid utförandet av indränkt makadam och betydligt högre än i jämförelse med traditionell indränkt och massabunden makadam. Fördelar med Runbase hävdas vara att den är mycket resurssnål och ger liten miljöpåverkan genom att stenmaterialet inte värms. Självläkning underlättas genom tjocka bindemedelsskikt runt de grövre stenarna. Uppkomsten av sprickor fördröjs härmed. Upptiningen av det underliggande gruslagret under tj ällossningen fördröjs genom det höga hålrummet i lagrets undre del. Det indränkta makadamlagret är inte vattenkänsligt och när den indränkta och massabundna makadamen förseglas så kraftigt som i detta fall förhindras vatten att nå ner i underliggande lager. Det hävdas också att Runbase har god motståndskraft mot elastisk och plastisk deformation, utmattning och glidning mellan lagren

genom den interaktion som erhålls mellan olika material och lager eftersom

gränsytoma är oregelbundna och diffusa. Runbase-lagret är billigareatt tillverka än AG-lagret.

4.1.4 AGSZZIB120

Det stenrika AGS-bärlagret (AGSZZ/BlZO) innehåller något hårdare bindemedel (BlZO) och en högre bindemedelshalt än det konventionella AG-lagret (AG25/B180). Blandningsrecptet (se bilaga 2) togs fram av VTI, efter önskemål från Vägverket HK, som ett enklare alternativ till storstensbärlager. Någon utveckling och undersökning av blandningsreceptet med hänsyn till mekaniska egenskaper, exempelvis utmattning och stabilitet, har ej utförts på AGS-massan. Tanken har varit att den stenrikare massan med hårdare bindemedel än konventionell AG bör leda till en stabilare beläggning och den något högre bindemedelshalten bör kunna förhindra en försämring i utmattningsmotståndet, som annars skulle blir fallet vid användning av hårdare bindemedel i AGS-massan. Användning av hårdare bindemedel leder till ökad styvhetsmodul hos AGS-beläggning i jämförelse med AG med B18O bitumen. Högre styvhetsmodul hos AGS-beläggningen bör också ge upphov till bättre lastfördelning och därmed

minskar risken för stora deformationer i konstruktionen, men å andra sidan

betyder en högre styvhet ett försämrat utmattningsmotstånd hos själva beläggningen. Här gäller det att lyckas med optimeringen med hänsyn till olika funktionsegenskaper.

(15)

o | _4

-0 V (.

Figur 10. Bel

r 1 V .

äggningsyta hos AGS22.

Generellt om asfaltbeläggningar bör erinras att man arbetar ofta inom små marginaler med sammansättningen. Funktionsegenskaper, exempelvis styvhetsmodul, är mycket känslig för variationer i sammansättningen hos beläggningen. Ett bärlager med hög styvhet har bra lastfördelningsförmåga och därmed minskar risken för deformationer i undergrunden samt att ett styvt bärlager har bra motstånd mot permanent deformation (omlagringar) i lagret, vilket medför en mindre risk för spårbildning. Å andra sidan är ett bärlager med hög styvhet mycket känsligare för sprickor än ett bärlager med låg styvhet. Sprickor i bärlagret leder snabbt till nedsatt bärighet i hela konstruktionen. Det behövs normalt omfattande laboratorieundersökningar och beräkningar (eftersom bärlagrets egenskaper också är beroende av intilliggande lager) för att uppnå en optimal massabeläggning. Trots det, är det en osäkerhet i optimeringen av sammansättning p.g.a. svårigheten att överföra resultaten från laboratoriet till beläggningens funktionsegenskaper i vägen.

Förhoppningen är att provvägen efter några års betjäning kommer att klarlägga skillnaderna mellan de fyra bärlagertypema och belysa hur omfattande och vilka funktionsundersökningar som bör utföras innan ett godkännande av nya produkter i överbyggnadslagren kan ges.

l4 VTI notat 40-1997

(16)

4.2 Slitlagret

För att underlätta bedömningen av de olika bärlageralternativen är slitlagertypoch tjocklek den samma på samtliga bärlageralternativ. Slitlagret är Viacotop 16 och det är samma slitlagertyp på hela sträckan Arboga-Köping. Slitlagret Viacotop 16,

från NCC industri, är en redan väletablerad och beprövad produkt, så några

indirekta skador på bärlagren på grund av brister hos Slitlagret förväntas inte i det här fallet.

..' . _'

d

Figur 11. Beläggningsyta hos Viacotop 16.

(17)

5. Dokumentation av ingående material

För att kunna utföra en rättvis jämförelse mellan de bundna bärlagren blir undersökningsprogrammet ganska omfattande. Det sker i två steg, dels genom uppföljning av sträckorna under byggnationen och dels efter vägens öppnande för trafik. Uppföljningen utförs genom fältmätningar och undersökning av borrkämor under de första fem åren. Mätningar under byggnationen, vilka redovisas i den här rapporten, är till för att dokumentera terrassens och överbyggnadslagrens egenskaper och tjocklekar, Vilket har betydelse för bärlagrens funktion.

5.1 Obundna material

För att dokumentera de obundna materialen på observationssträckorna gjordes bärighetsmätningar, avvägningar och provtagning av dessa. Jämförelser har gjorts med kraven i VÄG 94, men det ska påpekas att vägen varken byggdes eller var projekterad enligt dessa anvisningar.

5.1.1 Bärighetsmätningar

Bärighetsmätningarna utfördes med statisk plattbelastning och fallvikt. Mätningarna utfördes i samma fem sektioner per observationssträcka där uppföljningsmätningarna på yta genomförs.

Statisk plattbelastning

Denna mätmetod är ett krav i VÄG 94 och resultatet från provningen ges i form av en Ev-modul. Evl är E-modulen vid första belastningen och Ev2 är E-modulen vid den andra belastningen. Normalt används Ev2 som ett mått på bärigheten och kvoten Ev2/Ev1 som ett mått på packningsresultatet.

Terrass.

Mätningarna på terass med statisk plattbelastning utfördes 22-23 september 1994. Resultaten visar på mycket låga nivåer på bärigheten och ingen sträcka skulle ha blivit godkänd enligt VÄG 94, dessa krav ställdes inte heller på detta objekt.

Kraven i VÄG 94 på Ev2 är att medelvärdet måste vara större än 25 + 0,78 *

standardavvikelsen. I tabell 1 och figur 12 redovisas medelvärden av deformationsmodulen vid andra belastningen (Ev2) vid statisk plattbelastning på terrassen. Samtliga mätpunkter ger mycket låga Ev2 moduler utom tre punkter på sträcka 2 och 6. Orsaken är att undergrundsmaterialet på dessa mätpunkter ej är lera utan en grusig sandmorän (se avsnitt 5.1.3).

Tabell 1. Medelvärden av Ev2 på terrassen.

(18)

180 -øf-/M

160 -F/

"

140 7/

120 «/

100 -/ Ev2 MP a 80 -/ 60 -/ 40 -/ 20 -o __ Vänster 8 Hoger str 5-8 55 str1-4 14 /400 14 /6 00 Sektion 14 /8 00

Figur 12. Ev2 i respektive sektion på terrassytan. Obundet bärlager.

Mätningarna på bärlagret utfördes 10-16 november 1994. På grund av den sena tidpunkten på året och därmed minusgrader kunde provningen med statisk plattbelastning endast utföras på fyra sträckor.

Resultaten av plattbelastningen visade att bärigheten var mycket låg och ingen sträcka skulle ha blivit godkänd enligt kraven i VÄG 94, dessa krav ställdes inte

heller på detta objekt. Kraven i VÄG 94 på Ev2 är att medelvärdet måste vara

större än 150 + 0,78 * standardavvikelsen. I tabell 2 redovisas medelvärden av

Ev2 samt kvoten av deformationsmodulen vid andra och första belastningen (Ev2/Evl) vid statisk plattbelastning på bärlagret.

Tabell 2 Medelvärden av Ev2 och kvoten Ev2/Ev] å bärla ret

94,1 MPa 93,9 MPa 90,0 MPa 3,01 109,3 MPa 2,89 82,4 MPa 2,75 VTI notat 40-1997 17

(19)

Ev2 MP a 180,0 160,0 140,0-Sektion o o 3 <1-,_ 14 /6 00 14 /8 00 Höger str 1-4 15 /0 00

Figur 13. Ev2 irespektive sektion på bärlagerytan.

Vänster

str 5-8

Tabell 3. Statisk plattbelastning. Enskilda mätpunkter på terrass och på

bärlager.

Terrass Bärlager Terras s

Ev2 Ev2/Ev Ev2 Ev2/Ev1 Ev2 Ev2/E 1 v1

Str 1 AG 25 [MPa] Str 5 AGS 22 [MPa

] 14/220 5,4 2,4 91,8 2,30 14/220 - -14/260 12,4 1,5 93,6 2,07 14/260 3,2 7,32 14/300 11,6 1,7 113,9 2,35 14/300 8,3 2,04 14/340 9,6 3,0 64,8 1,85 14/340 9,0 1,84 14/380 7,9 3,6 105,4 2,65 14/380 8,8 1,96 Str 2 ViabD 25 Str 6 IMM 100 14/420 5,5 - 95,4 2,52 14/420 0,4 2,83 14/460 6,3 2,0 88,4 2,67 14/460 6,5 2,25 14/500 2,3 3,2 - - 14/500 0,9 2,05 14/540 25 ,4 3,9 95,6 3,37 14/540 47,9 4,13 14/580 4,5 2,6 80,5 3,49 14/580 174, 6,75 4 Str 3 IMM 100 Str 7 AG 25 14/620 2,5 4,1 128,4 3,14 14/620 9,5 1,47 14/660 8,7 2,2 125,3 2,76 14/660 7,3 1,43 14/700 4,3 3,9 108,2 2,95 14/700 3,8 1,65 14/740 7,2 2,3 82,0 3,22 14/740 5,2 1,71 14/780 - 2,4 102,4 2,38 14/780 3,4 2,13 Str 4 AGS 22 Str 8 ViabD 25 14/820 7,9 1,9 96,7 3,22 14/820 5,2 1,78 14/860 7,1 2,1 90,6 2,87 14/860 3,9 1,61 14/900 5,3 1,9 71,9 3,02 14/900 2,9 1,37 14/940 3,3 1,6 77,7 2,45 14/940 1,9 1,58 14/980 2,5 1,5 74,9 2,18 14/980 1,3 1,01

18 VTI n0tat 40-1997

(20)

Fallvikt

Fallviktsmätningarna på obundna material gjordes Vid ett måttillfälle på obundet material och då endast på sträckoma 1-2 och 5-7. Övriga sträckor kunde ej mätas pga. den sena årstiden och att Överbyggnaden frös. På stråckorna 1-2 gjordes belastningen på bärlagret och på sträckorna 5-7 på förstärkningslagret.

Tabell 4. Medelvärden av beräknad medelmodul (Em) och centrum-nedsjunkning ((10) i mm vid fallviktsmätning på bär- och förstärkningslager .

106,4 MPa §103,2MPa 1,569

§134,5 MPa 1,683

81,4 MPa 2,067

100,7 MPa 1,510

103,8 MPa 1,504

96,9 MPa 1,517

250,0 200,0-: 150,0-5 HEJ 100,0- 5 0,0-0 0 N 0 0 0 N :o °° N O 0 siggågêggoo Vänster Sektion " v- 3 :r E I; ä 8 § Höger str5-8 " v- 3 <1- str1-4

Figur 14. Medelmodul (Em) i respektive sektion på bär- och förstärkningslager.

(21)

Tabell 5. Enskilda vården av Em» i MPa och centrumnedsjunkning i mm på biir- ochförstärkningslagret. Bärlager Förstärkningslager sektion dO Em sektion dO Em Strl AG 25 Str5 AGS 22 14/220 1,587 96,1 14/220 1,081 141,7 14/ 260 1,896 82,6 14/260 2,010 82,9 14/ 300 1,192 123,5 14/300 1,545 95,9 14/ 340 1,554 92,1 14/ 340 1,410 106,3 14/380 1,293 124,6 14/380 1,801 89,2 Str2 ViabD 25 Str6 IMM 100 14/420 1,583 97,1 14/ 420 1,720 90,0 14/460 1,616 92,6 14/460 1,766 91,2 14/ 500 1,544 95,9 14/ 500 3,664 44,0 14/ 540 1,326 101,9 14/ 540 0,702 200,0 14/580 0,561 247,2 Str7 AG 25 14/ 620 2,367 67,0 14/660 2,178 72,3 14/700 1,188 120,9 14/ 740 1,934 84,7 14/780 2,666 62,1 Kommentarer:

EV2-modulerna beräknade från statisk plattbelastning är mycket låga, både på terrass och bärlager. Även fallviktsmätningen på bär och förstärkningslager pekar på dålig styvhet i konstruktionen. Orsaken till att terrassen har låga värden står att finna i materialtypen (lera) och den höga vattenkvoten i materialet. De låga värdena på bärlagret beror i sin tur på den mjuka terrassen. Eventuellt kan det glimmerrika förstärkningslagret inverka negativt på resultatnivån. Även kvoten Ev2/ Evl är relativt hög på bärlagret Vilket tyder på dålig packning av detta lager. Orsaken till detta är antagligen det dåliga mothållet som terrassen ger, vilket försvårar packning av överliggande lager.

Bärigheten på terrassen och på överbyggnaden är jämn över sträckan förutom i vissa enstaka sektioner. Den höga E-modulen som uppmättes på terrassen på sträcka 6 med statisk plattbelastning återfinns i samma punkter på förstärkningslagret. Sektion 14/540 på sträcka 2 samt sektion 14/540 och 14/580 på sträcka 6 har en högre styvhet än övriga sektioner. Orsaken till att styvheten i dessa sektioner är högre är att materialet i terrassen avviker från övriga sektioner på provsträckorna. Terrassen i dessa sektioner består av en grusig sandig morän med helt andra bärighetsegenskaper än leran, se avsnitt 5.1.3. Den höga terrassmodulen i dessa sektioner på sträcka 6 avspeglas i höga Em-moduler beräknade från mätningen med fallvikt på bärlagret.

5.1.2 Lagertjocklekar

En avvägning gjordes på terrassen och på bärlagret för att bestämma lagertjockleken på den obundna överbyggnaden. Alla punkter kunde inte bestämmas pga. att de ej färdigställts vid den tidpunkt när VTI var närvarande. Detta bör betraktas som minsta lagertjocklekar eftersom ingen hänsyn tas till

(22)

eftersättningar av terrassytan mellan avvägningen av denna och avvägningen av bärlagerytan.

Tabell 6. Medelvärden av tjocklek på total överbyggnad

lagertjccklek nominell antal uppmätta i mm lagertjocklek i mm sekticner Str 1 AG 25 779 760 8 Str 2 ViabD 25 794 760 11 Str 3 [MM 100 771 755 11 Str 4 AGS 22 783 760 10 Str 5 AGS 22 761 760 2 Str 6 [MM 100 789 755 4 Str 7 AG 25 - 760 0 Str 8 ViabD 25 - 760 0 A 0,90 --- _-g '5 0,85 * _ _ _ _ _ _ _ _ au

ä

5, 0,80 4 - - - _-ê +tjock|ek 0 0,75 - _höger > :0 = 0,70 -q, nominell

'g Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 tjock|ek

å 0-65

AG 25 '''' -' ViabD25

IMM 100

AGS 25

-O 0,60 : : : r 2 : r :

14/200 14/300 W400 W500 14/600 14/700 14/800 14/900 15/000

Seküon

Figur 15. Total lagen'jocklekpå obunden överbyggnad, sträckorna 1-4.

0,90

-*g

F

:g 0,85 -:u: g 0,80 --- - - - --- - - -O-Tjocklek I I vänster .0 3; 0,75 - - - -5 I _ nominell g 0,70 4______________________________________________ _ _ tjocklek

'g Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Sträcka 8 B 0555"" AGSZZ '''' IMM100-"" A625 ---- "'ViabD25 "' 0

0,60 1 I I I I I I I

14/200 14/300 14/400 14/500 14/600 14/700 14/800 14/900 15/000

Seküon

Figur 16. Total lagert'jocklekpå obunden överbyggnad, sträckorna 5-6.

(23)

5.1.3 Materialundersökningar

Terrass

Materialet var likartat längs hela sträckan utom på ett parti på sträcka 6. Det förhärskande terrassmaterialet var en lera med en mäktighet upp till 15 m. Under en fast torrskorpa på 1- 1,5 m är leran lös och sättningsbenägen. Terrassytan ligger till att börja med på bank för att så småningom övergå i skärning. Materialtypen i terrassytan är 4 enligt VÄG 94 eller D1 enligt BYA 84 (sträcka 1-3 och 4-6)

alternativt E1 (sträcka 4 och 8) på den lösa leran efter sektion 14/800.

J&W Bygg & Anläggning gjorde en förundersökning i tre provpunkter längs sträckan, i sektion 14/200 (början av sträcka 1 och 5) och 14/300 (mitt på sträcka

1 och 5) samt 14/940 (på sträcka 4 och 8). Resultatet i form av benämning,

densitet, vattenkvot, konflytgräns, sensitivitet och skjuvhållfasthet finns redovisat i bilaga 4.

Beskrivning av sträckoma. Sträcka 1 och 5.

Vägen ligger på 1-1,2 m bank över flack åkermark. Jorden består av som mest upp till 15 m lera och sedan grövre material. Torrskorpan ca 1,5 m sedan är leran löst lagrad.

Sträcka 2 och 6.

De första 100 metrarna samma som ovan sedan går vägen in i skärning genom ett lokalt höjdparti av grusig sandig morän för att sedan i slutet av sträckan återgå till skärning i leran. Sträcka 6 går rakt igenom moränryggen medan på sträcka 2 överlagras moränen av ett tunt lager fast lera.

Sträcka 3 och 7.

Vägen går ned i skärning genom flack åkermark. Skärningen är djupast på sträcka 7. Marken består av lera som mest ca. 15 m och sedan grövre material, sannolikt

morän.

Sträcka 4 och 8.

Vägen går ned i skärning i lös lera genom flack åkermark. Skärningen är djupast på sträcka 8, upp till 3,5 m. För övrigt samma förhållanden som sträcka 3 och 7. Vattenkvot, finjordshalt och lerhalt bestämdes i ett antal punkter längs sträckan genom provtagning av materialet. Resultatet sammanfattas i tabell 7 samt figur 17 och 18. Kornfördelningen finns även redovisad i bilaga 1. '

(24)

Tabell 7. Lerhalten och finjortlsandel bestämt enligt metodi VÄG 94.

100 % 50 % Mtr typ 4 88 % 65 % Mtr typ 4 68 % 56 % Mtr typ 4 96 % 65 % Mtr typ 4 99 % 71 % Mtr typ 4 95 % 61 % Mtr typ 4 98 % 61 % Mtr typ 4 11 % -- Mtr typ 2 92 % 53 % Mtr typ 4 På det avvikande partiet på sträcka 6 bestod terrassmaterialet av en grusig sandig merän (finjordshalt 11 %). Rester av moränryggen finns även på sträcka 2 (den streekade kurvan i figur 17 provpunkt 14/540 H). Troligtvis underlagras leran där av moränryggen. Moränen klassas som grovkornigt M 2 enligt VÄG 94.

EM WN

o\° 'U U , C

:ru

Str1 14/300

5 r- - =-= Str 2 14/500

_-3

W wStr 2 14/540

Så -- - Str 3 14/700 __

r'å

30 Str 4 14/820 __

20 Str 6 14/460

n ' 0,002 0,005 0,02 0,06 0,25 0,5 1 2 4 5,6811,216 31,5 50 Kornstorlek i mm

Figur 1 7. Kornstorleksfördelningen på lerapå terrass sträcka 1-8.

(25)

innI\yU I I .

|

/

90 . . to -str 6 14/540 morän j/ /, °\° 0 I/ 'O /' E n U »JU

w

/

m ;se / o.

0 /

/l 0 0 0,002 0,006 0,02 0,06 0,25 0,5 1 2 456811216 31,5 50 Kornstorlek i mm

Figur 18. Kornstorleksfördelning Grusig sandig morän på terrass på sträcka 6 (IMM 100).

Förstärkningslager.

Förstärkningslagret är ett krossat 0-200 material. I fyra punkter togs prover på förstärkningslagret och siktkurvorna redovisas nedan i figur 19 och bilaga 1. Det grovkorniga materialet siktades i fält och de finkomigare fraktionema togs in till laboratoriet för siktning. Materialet är för grovt för att klara kraven på förstärkningslager enligt VÄG 94. Tre av de fyra materialproven klarar kraven i BYA komplement 3:89, som tillåter större sten. Detta ger troligtvis ingen bärighetsnedsättande effekt eftersom materialet är ganska välgraderat.

100 90 Str1 14/425 80 - - Str 314/725 Gränskurva VÄG 94 70 Str 5 14/245 60 Str 714/725 50 40 30 Pa ss er an de m än g d (% ) 20 10 0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,216 31,5 50 64 100 200 Kornstorlek i mm

Figur 19. Kornstorleksfördelning påförstärkningslager.

Bergkvaliteten var dålig och innehöll mycket glimmer. Kulkvarnsvärde bestämdes

på en framsiktad fraktion. Ett dubbelprov bestämdes med resultatet 27,1 och 28,3

vilket ger ett medelvärde på 27,7. Detta får anses som mycket högt vilket visade sig genom att det Översta skiktet på 3-5 cm krossades ner av byggtrafiken och fick

(26)

skrapas av innan bärlagret lades på (se figur 20). Det svaga materialet i förstärkningslagret kan ge en bärighetsnedsättande effekt.

'l

' |l\ vi 1

|

L 1i '

Figur 20. Fältsiktning avförstärkningslager. Obundet bärlager

Två typer av obundet bärlager användes. På IMM sträckoma (sträcka 3 och 6) användes ett 0-50 material och på resterande sträckor ett 0-80 material.

På 0-50 materialet togs två materialprov, ett på en representativ yta och ett på en grovkomig yta. Båda proven var underkända enligt VÄG 94. Det representativa provet låg i underkant på bärlagerkurvan och var underkänt på sikten 16 mm. Det grovkorniga provet var underkänt på nästan alla siktar.

På 0-80 materialet togs 3 materialprov, 2 stycken på representativa provpunkter och ett på en grovkomig yta.

Inget av proverna är godkända enligt VÄG 94. I de grovkomiga partierna kan det bli vissa stabilitetsproblem i det obundna bärlagret pga. att komkurvan är så brant vilket ger ett instabilt material. Kurvoma redovisas i figurerna 21-22 och i tabell i bilaga 1.

VTI notat 40-1997 . 25

(27)

Pa ss er an de m än g d (% ) 100 str 3 14/760 - -str 6 14/540 grov 90 80 Gränskurva VÄG 94 70 60 50 40 30 20 10 Grovkornig provpunkt 0,5 1 2 4 5,6 8 11216100 20,6 50 Kornstorlek i mm 0,075 0,125 0,25

Figur 21. Kornstorleksfördelning. Bärlager 0-50 sträckorna 3 och 6.

Pa ss er an de m än gd (% ) 100 90 CD 0 wmmaaezzwmmamaa 2 1 4/5 str 5 14/260 -' _str 5 14/260 grov Gränskurva VÄG 94 70 60 50 40 30 Grovkornig provpunkt 20 10 0,0750,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,216 31,5 50 Kornstorlek i mm

Figur 22. Kornstorleksfördelning. Bärlager 0-80 sträckoma 1,2,4,5, 7 och 8.

(28)

5.2 Bundna material

Avsikten med provsträckoma är att se skillnaderna mellan olika bärlagertyper ur bärighetssynpunkt. Jämförelse mellan bärlagren kommer att studeras dels genom laboratorieundersökningar hos såväl borrkärnor (slutprodukt) som laboratorietillverkade prov av massor tagna från asfaltverket, dels genom fältmätningar av styvhet och deformationer under de första fem åren och dels genom accelererad provning av konstruktionerna i Nestes provvägsmaskin.

Efter vägens färdigställande följs provsträckoma genom undersökning av borrkärnor och fältmätningar av styvhets- och deformationsutvecklingen. Relativt många borrkärnor utborrades för bestämning av mekaniska egenskaper, lagertjocklekar och densiteten hos de bitumenbundna lagren. Borrplatser och mätlinjer illustreras i figur 23. Provtagningsplatserna harvalts ut slumpmässigt dock minst två meter från vardera sida av mätlinjema.

Laboratorieprovningama omfattar följ ande undersökningar: 0 Bestämning av lagrens tjocklek

0 Skrym- och kompaktdensitet samt beräkning avhålrumshalten 0 Bindemedelsundersökningar på originalt och återvunnet bindemedel

Lågtemperaturegenskaper hos bindemedlet Styvhetsmoduler vid tre temperaturer Dynamiskt krypförsök

Utmattningsprovning

Bestämning av vidhäftningstal Skjuvegenskaper

5.2.1 Lagertjocklekar

De bitumenbundna bärlagrens tjocklek har bestämts genom upptagning av borrkärnor. Samma borrkärnor används också för bestämning av mekaniska egenskaper hos de bundna lagren.

Tre utborrningsplatser per provsträcka har slumpmässigt valts ut. I figur 23 är platserna markerade med A, B och C. Totalt utborrades 9 kärnor (7 st ølOO mm och 2 st ølSO mm) per utborrningsplats för laboratorieprovningar. I tabell 8 redovisas medelvärde av tjocklekama, skrym- och kompaktdensiteter samt hålrumshalter för bärlagren hos provsträckorna. Någon utborrning på IMM-sträckoma (sträcka 3 och 6) har ej utförts. Nominell tjocklek för de bundna bärlagren är 65 mm (se kapitel 4).

(29)

Tabell 8. Sammanställning av uppmätta bärlagertjøcklekar, densiteter och hålrumsh alterför respektive provstra'cka (utom [MM-sträckan).

Skrymdensitet Kompakt- Hålrumshalt densitet

Massatyp Str./ Tjocklek FAS Metod FAS Metod FAS Metod Enligt Enligt Om-utborr- 427-92 448-87 425-91 vatten- skjutmått- räknad

nings- (vatten) (skjutmått) metod metod hålrums-plats [mm] [g/cm3] [g/em3] [g/cm3] [vol-%] [vol-°/o] halt

AG25, Ref. 1A 74,1 2,413 2,339 - 3,9 6,9 1B 71,9 2,361 2,282 - 6,0 9,1 1C 56,4 2,416 2,375 2,512 3,9 5,7 Mdv 67,5 2,397 2,332 4,6 7,3 7A 68,9 2,460 2,417 - 2,2 3,9 7B 66,1 2,465 2,433 2,516 2,0 3,3 7C 65,6 2,424 2,389 - 3,6 5,0 Mdv 66,9 2,450 2,413 2,6 4,1 Viacobase D 2A 56,1 2,344 2,138 - 5,7 11,8 2B 55,6 2,353 2,241 - 5,2 9,7 2C 56,2 2,359 2,083 2,485 5,3 16,2 Mdv 56,0 2,352 2,154 5,4 12,6 8,1 8A 65,9 2,346 2,061 - 7,2 18,5 8B 63,6 2,340 2,272 - 7,5 10,2 8C 64,7 2,414 2,019 2,529 4,5 20,2 Mdv 64,7 2,367 2,1 17 6,4 16,3 10,4 AGSZZ 4A 66,3 2,384 2,323 2,495 4,7 7,2 4B 64,1 2,426 2,377 - 3,1 5,0 4C 64,3 2,385 2,304 2,510 4,7 8,0 Mdv 64,9 2,399 2,334 4,2 6,7 5A 71,4 2,417 2,381 2,484 2,4 3,8 5B 71,4 2,407 2,349 - 2,8 5,2 5C 68,9 2,439 2,408 2,469 1,5 2,8 Mdv 70,6 2,421 2,379 2,2 3,9

Det kan konstateras att endast sträcka 2 (Viacobase D) har en betydligt mindre tjocklek (56 mm) än det nominella värdet (65 mm). Hänsyn till mindre lagertjocklek måste tas vid analys av mätdata och jämförelse mellan alternativen. 5.2.2 Materialbeskrivning

Skrymdensiteten hos borrkärnoma har bestämts enligt två metoder, FAS Metod

494-87 (skjutmått) och FAS Metod 427-92 (vattenmetod). Det är känt att

vattenmetoden undervärderar Skrymdensiteten hos skelettbeläggningar, exempelvis hos Viacobase D som är närmast jämförbar med en dränbeläggning. AV den anledningen används skjutmått (FAS Metod 448-87) för bestämning av Skrymdensiteten hos skelettbeläggningar.

Det kan konstateras från tabell 8 att skjutmåttmetoden övervärderar hålrumshalten med ca 36% på hålrumshalt beräknad med vattenmetoden hos AG-lagret (sträcka. 1 och 7). Detta förutsätter att vattenmetoden ger riktiga resultat vid bestämning av skrymdensitet hos AG-lager. Det kan antas att skjutmåttmetoden övervärderar hålrumshalten även hos Viacobase D med ungefär samma storlek d.v.s. 36%. Om hålrumshalten mätt med skjutmått hos Viacobase D reduceras med 36%, blir den omräknade hålrumshalten hos Viacobase-lagren 8,1% i stället för 12,6 på sträcka 2 och 10,4% i stället för 16,3 på sträcka. 8. Hälrumshalten är dock inte en

(30)

parameter i jämförelsen mellan de olika bårlagertyperna. Den bestämdes som en Vital egenskap hos bundna beläggningar.

Bindemedelsundersökningar på prov uttagna från asfaltverket på originalt bindemedel redovisas i tabell 9.

Tabell 9. Egenskaper hos originalt bindemedel enligt VÄG94.

Analyser AG22/B 180 Viacobase D 25/B 180 AGS22/B 120

Penetration 0,1mm 174 181 122 Kinem.visk mm2/s 216 212 273 Dyn.Visk Ns/m2 64 61 103

Mjukpunkt

0C

40

43

Löslighet Vikt % 99,98 99,99 100,0

Flampunkt

°C

250

244

Densitet kg/m3 1,018 1,016 1,018 Efter upphettning (TFOT) vid 1630 i 5 h. Viktförlust % 0,20 0,23 0,28

Brytpunkt

OC

- 1 8

-2 1

- 17

Förhårdningsfaktor 1,8 1 ,9 2,1 Duktilitet om > 100 >100 >100

Det kan konstateras från tabell 9 att originalt bindemedel för alla massatyper utom IMM (bindemedel för IMM har ej undersökts) uppfyller kraven i VÄG 94.

(31)

w/1/ K2 ' / m | I

[IF 7,5 11,1 Il Vänster 14/200 EM /220v /260 v STR1 _{/300 v} .

mmm.

ggg;

/340 v /380 V . 0 _ 14/385 14/400-- __ 14/415 Overgångstr. /420 v _ä _A _STR6 STR2 /460V ' " ' ' G IMM100 Vme 25 B 6_ _ _ _ _ g 8 Brunn Brunn 14/480 14/483 C 14/600 _-A *2 B STRS STR7

'MWOO

Provstrackor E18,

AG25,Ref

Alt. bituminösa bärlager

C 14/800 _- Arboga A A B STR8 STR4 -AGS 22 B Vme 25 Köping

C

15/000 __ A Mätpunkt (plattbelastning) - - - Mätlinje (primal) C Mätpunkt (FWD)

ü Temperaturgivare 3 platser under vägytan

|::] RST mätningar

® _ _ _ Trafikräkning A, B och C Borrplatser

Figur 23. Skiss över borr- och mätplatser.

30

§72grf Rev. 970626

(32)

6. Fältmätningar på färdig väg

Avsikten med provsträckoma är att se skillnaderna mellan olika bärlagertyp ur bärighetssynpunkt. Jämförelse mellan bärlagren kommer att studeras dels genom laboratorieundersökningar och dels genom fältmätningar av styvhet och deformationer. Efter färdigställandet och innan vägen öppnades för trafik hösten 1995 gjordes de första fältmätningama. Under följande fem år kommer fältmätningar att utföras i följ ande omfattning:

0 Okulärbesiktning (2 ggr/år)

Provbelastning med fallvikt (2 ggr/år) Tvärprofilmätning med Primal (2 gr/år) Vägytemätning med RST-bil (2 ggr/år) Temperaturmätning (kontinuerlig) Trafikräkning

Mätlinjer för primalmätningar och mätpunkter för fallviktsmätningar visas på sträcka 1 och 5 i figur 23. Mätningarna på sträcka 2 - 4 respektive sträcka 6 - 8 har utförts enligt motsvarande mönster. Tre mätställen för temperaturmätningar visas också i figur 23.

Vid det första mättillfället hösten 1995 provbelastades provsträckoma med VTI:s fallviktsapparat (FWD) av fabrikat KUAB och tvärprofiler mättes med VTI:s mätutrustning Primal.

6.1 Tvärprofilmätning med Primal

Med Primalutrustningen mättes på varje provsträcka 5 st tvärprofiler i Kl (det högra körfältet) från mittlinjen till kantlinjen, ca 3,7 m. Profilerna visar vägen innan den har trafikerats, förutom avIbyggtrafik.

4 .V__.. 1. 9 0 x , ; ' i i ;- 3" 1. W ?11' _ ,. *q* i. i* 7 . . . r . u ' ' -- A ' r 1 . ' _ _ 1 . . .. _ _ y 4 ! n ' H. 7 '-431'7?-^_. V- 4) _ i - it; _ 's' (Vf ' 7:5h * '45_-' ?p-x 'Ritexx'alir ('.4--9' -.' i . t r 'I7 a 4 M 4.. ?t .åt-:t'iv ,f'J "3_52:23? ' ' . * "pg, m_ 17... ..wa-.A a...

Figur 24. VTI:s mätutrustning Primulför tvärprofilmätning.

VTI notat 40-1997 . 31

(33)

De mätta tvärprofilerna ligger till grund för uppföljningen av spårdjupsutvecklingen på respektive provsträcka. I figur 25 Visas tre exempel på tvärprofiler mätta med Primal innan trafikpåsläpp.

5 ___ _ . _ _ . _ . _ _ _ _ _ . . _ _ . _ . _ . _ _ _ . . _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ . _ . _ . _ . _ _ _ . _ . . . _ _ _ _ . . . _ s _ . _ . _ . _ _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4 _____________________________________________________________ __ _Str1 sek 14/220 __________ __ -Str 2 sek 14/540 3 ._ ... .. -Str 6 sek 14/580 ... __ (m m)

Figur 25. Tvärprofiler på sträcka 1, 2 och 6 mätta med Primal innan trafikpåslápp.

6.2 Provbelastning med fallvikt

Provbelastningen med fallviktsapparat gjordes främst för att fastställa undergrundens styvhet efter att Vägen är byggd och till Viss del för att få en indikation om provsträckornas bärighet. Fallviktsmätningen utfördes i höger hjulspår och i 9 mätpunkter per sträcka. Belastningen var ca 50 kN och deflektionen (ytans nedsjunkning) registrerades med 7 st givare på olika avstånd från belastningen, i belastningscentrum och ut till 1200 m från belastningscentrum.

(34)

" , .1__ \\ V _ .

Figur 26. VTI:sfallviktsapparat vid mätning på E18 Köping.

Överbyggnadslagrens styvhet är i detta skede inte riktigt representativa för vägens fortsatta funktion, då vägen behöver sätta sig och de asfaltbundna lagren behöver styvna ett tag efter utläggningen. En mer representativ bild av överbyggnadslagrens tillstånd fås istället vid den första mätningen efter trafikpåsläpp och den mätningen får sen ligga till grund för den fortsatta uppföljningen av provsträckornas bärighet. I figur 27 redovisas dock medelvärdet per sträcka av den beräknade krökningsradien grundad på fallviktsmätningen som utfördes 95-08-08, innan trafikpåsläpp. Krökningsradien är ett mått på påkänningarna i det asfaltbundna lagret vid belastning och ju större krökningsradie desto mindre påkänning. En försiktig slutsats efter den första mätningen är att påkänningar i det bundna bärlagret på sträckoma med AG och AGS är något mindre än på de övriga sträckorna. Framtida mätningar får utvisa om detta gäller även kommande år, när vägen har trafikerats. Mätdata från FWD-mätningen som utfördes 95-08-08 redovisas i bilaga 3.

VTI notat 40-1997 , 33

(35)

120 110 100 (O 0 80 70 Kr ök ni ng sr adie (m ) 60 50 40

Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Sträcka 8

Figur 27. Medelvärde per sträcka av beräknad krökningsradie på D0 och D300från FWD-mätningen 95-08-08.

6.3 Vägytemätning med RST-bil.

Någon Vägytemätning med RST-bil gjordes ej 1995. Den första mätningen med

RST-bil utfördes på Våren 1996, 1996-04-22. Provsträckorna skall mätas två

gånger per år, Vår och höst, under en uppföljningsperiod på fem år. Vågytemätning med RST-bil utförs främst för att fastställa provsträckornas jämnhet i långsled. I figur 29 redovisas respektive provsträckas IRI-Vårde Vid den första mätningen utförd 96-04-22. Det bör påpekas att mätningen är utförd på Våren och en sk. tjällossningsmätning.

(36)

12:7' 7.*

;i :: r

2 x : n 7* x ' _ Jfr r r , 4%. :T _r ' i * ' r_i ' ' _' _-7 4?_§2: ' i: ,5_' _' _J r_' ' "3_'Å'Å_ *så_{,, *} _'i _' i,

Figur 28. VTI:s RST-bil.

3,00 2,75 2,50 2,25

2,00

AG822

1,75 '

IMM1OO

1,50 :' 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 -m m l m )

IR

Sträcka

Figur 29. [RI-värde i höger hjulspår på respektive provstriicka vid mätning utförd 96-04-22 medRST-bil.

(37)

6.4 Mätning av beläggningstemperatur.

Innan första fältmätningarna utfördes monterades på sträcka 2, 3 och 5 temperaturgivare i asfaltbeläggningen på tre nivåer. Givarna ligger på nivåerna 20, 55 och 95 mm från ytan. Temperaturgivarna används vid mätningen med FWD för att registrera och fastställa beläggningstemperaturen vid mättillfället samt att kontinuerligt mata beläggningstemperaturen på provsträckoma.

Figur 30. Temperaturgivare monterade på tre nivåer i asfaltbeläggningen.

(38)

7. Referenser

Pienimäki M. och Pihlajamäki J. 1995 Utmattningsprovning i Neste Provvägsmaskin med tre svenska Vägkonstruktioner Forskningsrapport 89/95, NESTE, Finland.

Said S.F. 1996 Utmattningsresistens hos bärlagerbeläggningar, en jämförelse mellan 1aboratorieundersökningar och accelererad provning i Nestes Provvägsmaskin NVF seminarium mars 96, VTI särtryck nr 259-96 redigerad av Wiman L.G., Linköping.

Said S.F. och Johansson S. 1997 Mechanical properties of bitumen roadbase mixes RILEM symposium, Lyon, Frankrike.

Saarela A. S. 1993 Asphalt pavements - Design ASTO no. 1, VTT, Finland.

(39)

(40)

Bilaga 1

Karnstorleksfördelning på obundna lager.

Tabell 1. Kornstorleksfördelningpå prover tagna på terrassmaterial. Terrass

Passerad 14/300 14/500 14/540 14/700 14/820 14/260 14/460 14/540 14/940

mängd Höger Höger Höger Höger Höger Vänster Vänster Vänster Vänster

på sikt Str 1 Str 2 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 6 Str 8 0,002 50 57,5 38 62 70 57,5 59,5 49 0,006 68 72 52 77 85 72 75,5 70 0,02 87 82,5 63 90 95,5 86 92 86 0,03 95 85 65 93 97,5 90 94 88,5 0,04 99 87 66,5 94,5 98 92 95 90,5 0,06 100 88 68 96 98,5 95 98 11 92 0,075 100 88,5 70 97 99 96 100 15,9 93 0,2 92 75,5 99 , 100 100 36 96,5 0,6 93,5 79,5 100 50 100 2 95 81 60 6 97 83 68 20 100 86 82 32 86,5 89 60 100 100

Tabell 2. Komstorleksfördelningpå prover tagna påförstärkningslager. Förstärkningsla Fer

Passerad 14/425 14/725 14/245 14/725 mängd Höger Höger Vänster Vänster på sikt Str 1 Str 4 Str 5 Str 8 0,074 1,4 1,8 2,1 1,4 0,125 2,1 2,6 3,2 2,0 0,25 3,3 4,1 5,3 3,1 0,5 4,8 5,7 7,6 4,3 1 6,4 7,4 10,0 5,7 2 8,7 10,1 13,1 7,8 4 12,2 13,4 17,1 10,5 5,6 14,2 15,3 19,5 12,0 8 16,8 17,9 22,4 13,9 11,2 19,7 20,3 25,2 16,0 16 23,1 22,7 28,5 18,5 20 23,8 23,7 30,7 19,5 32 32,8 29,8 36,5 24,9 50 45,0 38,8 46,4 33,3 100 68,7 57,0 63,4 50,5 200 96,0 95,0 96,7 100,0 220 100,0 100,0 99,0 230 100,0 VTI notat 40-1997

(41)

Bilaga 1

Tabell 3. Kornstorleksfördelningpå prover tagna på bärlager. Bärlager 0-50 material 0-80 material

Passerad 14/540 14/760 14/520 14/260 14/260 mängd Vänster Höger Höger Vänster Vänster på sikt 0-50 0-50 grovt 0-80 0-80 0-80 grovt

Str 6 Str 3 Str 2 Str 5 Str 5 0,075 2,3 3,6 5,4 6,1 2,9 0,125 3,1 4,9 6,8 7,7 3,7 0,25 4,4 7,0 9,3 10,4 5,0 0,5 5,4 8,9 12 13,5 6,5 1 6,7 11,3 15,2 17,4 8,0 2 8,4 14,8 19,1 22,4 9,3 4 11,1 20,0 24 28,7 10,8 5,6 13,1 23,9 27,1 32,0 11,7 8 16,5 28,4 31,8 37,0 13,3 11,2 22,3 34,5 36,5 43,0 15,7 16 31,0 40,7 42,7 49,9 20,2 32 71,6 75,1 60,5 67,5 45,0 40 94,8 94,3 70,3 73,1 58,7 64 100 100 90,7 93,1 90 80 98,3 100 98,8 100 100,0 100,0 100,0

VTI notat 40-1997

(42)

Bilaga 2 Receptbeskrivning av bundet bärlager.

§1OO

8 90

* 80

å' ' ' ' Ideal

,5 70

_dn 60

2, 50

:cc E 40

å 30

_s:

g 20

3 10 :e

- 0

E K? K? "1 F* N 3 a .53 K? 1

g

;1

o

o Kornstorlek, mm

'n

:

ä

Bindemedelshalt = 4,5 Bindemedelstyp = B 120 Bindemedelsdensitet i g/cm3= 1,02 Teoretisk kompaktdensitet i g/cm3 = 2.501 Hålrumshalt = 3.8 VTI notat 40-1997 1

(43)

(44)

Bilaga 3

Mätdata från FWD

FWD 91 Mätn.nr: 1 E18 Köping 95-08-08 Sträcka: Län: U Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Köping Operatör: Bel.temp: 4cm 32 8cm 30

Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave

m N0 kN pm pm pm pm pm pm pm 0C 0C 14220 3 52,4 675 528 433 335 273 198 156 18,3 32,4 14240 3 52,3 617 473 380 304 250 187 153 18,5 33,0 14260 3 52,2 656 500 403 312 258 188 151 18,7 33,4 14280 3 52,0 621 456 362 282 234 176 145 18,3 33,7 14300 4 51,9 609 456 363 289 240 180 147 18,7 33,8 14320 3 52,0 638 483 380 301 247 183 148 18,7 33,4 14340 3 52,0 671 504 404 315 262 195 156 18,3 33,4 14360 3 51,7 672 500 402 316 264 199 164 19,1 34,2 14380 3 51,7 682 518 424 341 286 214 171 18,2 33,2 Medelv. 52,0 649 491 395 311 257 191 155 18,5 33,4 Std.avv. 0,2 27 24 24 18 15 11 8 0,3 0,5 Min 51,7 609 456 362 282 234 176 145 18,2 32,4 Max 52,4 682 528 433 341 286 214 171 19,1 34,2 FWD 91 Mätn.nr: 1 E18 Köping 95-08-08 Sträcka: Län: U Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Köping

Operatör: Bel.temp: 4cm 32,5 8cm 31

m No kN pm pm pm pm pm pm pm °C 0C 14420 3 51,6 712 534 429 341 284 215 177 18,7 35,2 14440 3 51,5 670 517 412 336 283 215 177 18,8 34,7 14460 3 51,8 710 544 439 352 296 222 182 18,8 34,3 14480 3 51,8 728 570 454 365 303 228 185 18,8 34,1 14500 3 51,6 676 517 399 295 235 161 120 19,2 34,7 14520 3 52,0 463 313 232 163 118 70 48 19,2 34,2 14540 3 52,1 452 304 224 151 109 65 43 19,1 32,8 14560 3 51,4 627 457 352 263 210 144 106 18,7 33,8 14580 3 51,6 722 529 415 316 252 180 142 18,7 34,4 Medelv. 51,7 640 476 373 287 232 167 131 18,9 34,2 Std.avv. 0,2 102 94 82 75 69 60 53 0,2 0,6 Min 51,4 452 304 224 151 109 65 43 18,7 32,8 Max 52,1 728 570 454 365 303 228 185 19,2 35,2 VTI notat 40-1997

(45)

Bilaga 3

FWD 91 Mätn.nr:1 E18 Köping 95-08-08

Sträcka: Län: U

Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Köping Operatör: Be1.temp: 4cm 33 8cm 31

rn N0 kN pm pm pm pm pm pm pm °C °C 14620 3 51,4 687 492 387 299 246 185 149 18,7 35,2 14640 3 51,4 690 510 398 318 269 205 167 19,2 34,9 14660 3 51,2 639 467 365 292 251 197 168 19,8 34,1 14680 3 51,6 701 520 405 317 267 207 175 19,4 33,6 14700 3 51,5 684 500 388 301 246 179 143 19,4 34,4 14720 3 51,0 711 524 406 327 272 208 172 19,4 31,5 14740 3 51,6 710 523 409 330 279 213 175 19,2 32,1 14760 3 51,3 731 550 443 356 300 230 191 19,2 31,8 14780 3 51,6 734 551 437 363 311 240 203 19,2 31,9 Medelv 51,4 699 515 404 323 271 207 171 19,3 33,3 Std.aVV. 0,2 27 25 23 23 22 18 17 0,3 1,4 Min 51,0 639 467 365 292 246 179 143 18,7 31,5 Max 51,6 734 551 443 363 311 240 203 19,8 35,2 FWD 91 Mätn.nr:1 E18 Köping 95-08-08 Sträcka: Län: U Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Köping

Operatör: Bel.temp: 4cm 33,5 80m 31

rn NO kN pm pm pm pm pm pm pm °C °C 14820 3 51,5 634 494 399 326 275 219 188 19,2 32,5 14840 3 51,2 641 498 410 332 287 230 191 18,9 31,8 14860 3 51,3 791 628 514 418 350 270 226 19,4 33,4 14880 3 51,4 759 583 479 392 334 265 226 19,8 33,0 14900 3 51,2 776 616 517 437 376 297 250 19,9 32,6 14920 3 51,1 929 748 622 520 446 347 290 19,1 32,5 14940 3 51,1 951 757 634 534 461 358 294 19,2 33,0 14960 3 51,1 919 742 621 519 439 341 285 19,2 32,7 14980 3 51,1 845 680 568 473 408 322 267 19,4 33,7 Medelv 51,2 805 638 529 439 375 294 246 19,3 32,8 Std.aVV. 0,1 111 96 84 75 65 48 39 0,3 0,5 Min 51,1 634 494 399 326 275 219 188 18,9 31,8 Max 51,5 951 757 634 534 461 358 294 19,9 33,7 VTI nötat 40-1997

(46)

Bilaga 3

FWD 91 Mätn.nr: 1 E18 Köping 95-08-08

Sträcka: Län: U

Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Arboga

Operatör: Bel.temp: 4cm 35,5 80m 34

rn No kN pm pm pm pm pm pm pm °C 0C 14380 3 51,4 616 454 371 308 258 204 170 23,2 34,9 14360 3 51,4 730 534 434 349 284 217 176 23,6 34,6 14340 3 51,9 730 557 448 360 292 224 181 23,6 34,5 14320 3 51,3 656 489 390 321 264 206 172 23,3 33,8 14300 3 51,5 693 498 393 314 255 200 165 23,2 33,8 14280 3 52,0 617 448 359 286 253 178 150 23,6 34,5 14260 3 51,5 623 447 349 275 225 170 142 23,6 34,7 14240 3 51,8 631 461 362 278 226 170 135 23,9 35,2 14220 3 52,0 576 407 323 257 209 165 137 23,9 34,3 Medelv 51,6 652 477 381 305 252 193 159 23,5 34,5 Std.aVV. 0,3 51 44 38 33 26 21 17 0,2 0,4 Min 51,3 576 407 323 257 209 165 135 23,2 33,8 Max 52,0 730 557 448 360 292 224 181 23,9 35,2 FWD 91 Mätn.nr:1 E18 Köping 95-08-08 Sträcka: Län: U Spår: Väg: E18

Mätavst: Riktn: Mot Arboga Operatör: Bel.ten1p: 4cm 35 8cm 33

rn No kN pm pm pm pm pm pm pm °C °C 14580 3 52,0 465 287 193 121 86 56 41 23,2 37,8 14560 3 51,9 480 280 189 123 90 56 40 24,6 37,9 14540 3 51,6 533 351 247 164 124 81 56 24,8 36,0 14520 4 51,8 485 313 218 146 108 75 55 22,8 34,7 14500 3 51,6 676 486 375 287 237 176 134 23,7 33,7 14480 3 51,5 665 463 359 275 230 170 130 23,0 33,8 14460 3 51,8 634 460 360 298 258 208 177 23,3 34,9 14440 4 51,8 664 492 387 306 262 209 173 23,6 35,5 14420 4 51,6 696 491 370 299 259 201 168 23,7 35,3 Medelv 51,7 589 403 300 224 184 137 108 23,6 35,5 Std.aVV. 0,2 90 87 81 78 74 64 56 0,6 1,4 Min 51,5 465 280 189 121 86 56 40 22,8 33,7 Max 52,0 696 492 387 306 262 209 177 24,8 37,9 VTI notat 40-1997 3

(47)

Bilaga 3

FWD 91 Mätn.nr:1 E18 Köping 95-08-08

Sträcka: Län: U

Spår: Väg: E18

Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air - Pave

m No kN pm pm pm pm pm pm um °C 0C 14780 3 51,6 771 607 501 426 367 293 248 21,9 34,3 14760 3 51,2 795 627 510 433 370 288 238 21,8 33,0 14740 3 51,5 730 577 481 414 342 271 228 21,8 33,5 14720 3 51,5 832 642 534 454 375 297 243 22,3 34,1 14700 3 51,8 646 479 388 326 276 224 187 22,8 34,4 14680 3 51,7 796 624 514 435 373 284 235 23,2 35,3 14660 3 51,4 725 569 474 390 327 258 213 23,9 35,5 14640 3 51,8 705 547 452 370 306 240 200 23,7 35,5 14620 3 51,3 700 537 436 352 288 217 176 23,6 36,6 Medelv 51,5 744 579 477 400 336 264 219 22,8 34,7 Std.aVV. 0,2 55 49 43 41 36 29 24 0,8 1,1 Min 51,2 646 479 388 326 276 217 176 21,8 33,0 Max 51,8 832 642 534 454 375 297 248 23,9 36,6 FWD 91 Mätn.nr: 1 E18 Köping 95-08-08 Sträcka: Län: U Spår: Väg: E18

Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D 1200 Air Pave

m No kN um pm pm pm pm pm pm °C °C 14980 3 51,5 891 692 566 466 398 306 256 20,1 35,6 14960 3 51,7 949 746 627 526 443 350 286 20,7 35,3 14940 3 51,5 986 784 654 549 467 361 294 20,3 36,3 14920 3 51,5 962 748 615 517 441 344 284 21,3 35,7 14900 3 51,7 894 692 579 488 419 331 272 22,5 33,7 14880 3 51,3 846 667 561 470 396 323 271 21,9 35,3 14860 3 51,4 770 606 508 431 369 295 249 22,7 35,6 14840 3 51,6 785 606 504 421 356 285 242 21,7 35,0 14820 3 51,5 777 606 495 419 363 289 244 21,9 36,3 Medelv 51,5 873 683 568 476 406 320 266 21,5 35,4 Std.aVV. 0,1 79 64 54 45 37 26 18 0,9 0,7 Min 51,3 770 606 495 419 356 285 242 20,1 33,7 Max 51,7 986 784 654 549 467 361 294 22,7 36,3 VTI notat 40-1997

(48)

Bilaga 4

Geoteknisk undersökning utförd av J&W Bygg & anläggning AB.

enstaka tunna siltskikt

Sektion/ Benämning enligt 1981 års Den- Vat- Kon- Sen- Skjuv-djup system * sitet ten- flyt- siti-

håll-kvot gräns Vitet fasthet

**

t/m3

%

kPa

14/200 H15

2.0 Grå lera med Växtdelar, 1.59 69 59 23 15

sulfidfläckig

3.0 Grå lera, sulfidflåckig 1 .60 72 61 25 14

4.0 Grå, varvig lera med 1.74 59 55 18 15

tunna siltskikt 14/300 H 1 5 2.0 Grå lera, rostflåckig 1.60 69 58 24 12 3.5 Grå lera 1.50 93 69 34 9.2 4.0 Grå lera 1.51 71 52 (20) (7.9) 5.0 Grå lera 1.52 85 62 68 9.8 6.0 Grå, varvig lera, 1.55 80 58 64 10 sulfidfläckig

7.0 Brungrå, varVi g lera, 1.64 62 47 47 1 1

sulfidñäckig

8.0 Brungrå, varvig, siltig 1.77 40 28 (38) (9.3) lera med tunna siltskikt

och tunna sandskikt 14/940 V20

2.0 Grå, något gyttjig lera, 1.45 93 109 6.7 20 sulfidfårgad

3.0 Grå, något gyttjig lera, 1.42 99 96 13 16 sulfidfärgad

4.0 Grå lera, sulfidfl'ackig 1.49 94 85 19 16 5.0 Grå lera, sulfidflåckig 1.54 78 67 73 14 6.0 Grå lera, sulfidfl'ackig 1.59 67 55 60 14

tunna siltskikt

8.0 Grå, varvig lera 1.54 79 67 32 18

10.0 Grå, varvig, siltig lera med 1.90 33 31 26 22

täta, tunna sandskikt

* Baserad på okulär jordartsklassificering. Hänsyn har tagits till förekommande mätdata