Ytbehandlingar : försök med modifierad emulsion och bredare fraktioner - makrotextur och visuell bedömning av defekter - funktionsprovning genom Prall

(1)

Författare

Torbjörn Jacobson

FoU-enhet

Väg- och banteknik

Projektnummer

60617

Projektnamn

Ytbehandlingar

Uppdragsgivare

Vägverket

VTI notat 4-2005

Ytbehandlingar

Försök med modifierad emulsion och bredare

fraktioner

Makrotextur och visuell bedömning av defekter

Funktionsprovning genom Prall

(2)

(3)

Förord

I syfte att minimera olägenheterna vid utförandet av ytbehandling, minimera bulleralstringen, effektivare använda stenmaterialet och förbättra hållbarheten på längre sikt har modifierade bitumenemulsioner och olika typer av ytbehandling testats vid provvägsförsök i Värmland, Dalarna och Hälsingland.

Undersökningarna har finansierats av Vägverket, Borlänge. Kontaktman har varit Bengt Magnusson. Från VTI:s sida har Torbjörn Jacobson varit projektledare. Försöken har bedrivits inom en arbetsgrupp för ytbehandlingar med representanter från entreprenörer, bindemedelstillverkare, beställare och VTI. Följande personer ingår i gruppen:

x Kurt Edlund, Vägverket Region Mitt (ordförande) x Niklas Johansson, Skanska

x Ulf Lillbroända, Nynäs AB

x Svante Johansson, Travecon HB (sekreterare) x Bengt Magnusson, Vägverket (HK)

x Björn Carlqvist, Vägverket Produktion x Bo Simonsson, Vägverket Produktion x Torbjörn Jacobson, VTI

Linköping januari 2005

(4)

(5)

Innehållsförteckning

Sammanfattning 5

1 Inledning 9

2 Funktionen hos ytbehandling 9

3 Den föreslagna Europastandarden för ytbehandling 10

4 Provvägsförsök med ytbehandlingar från senare år 10

5 Väg 1012, Läde–Oxberg 11

5.1 Iakttagelser efter första vintern 11

5.2 Besiktning 2000 11

5.3 Besiktning 2004 13

6 Väg 653, Växbo–Bollnäs 13

6.1 Iakttagelser vid försöket 13

6.2 Iakttagelser efter första vintern 13

6.3 Besiktning 2000 13 6.4 Besiktning 2004 14 7 Väg 62, Deje–Olsäter 14 8 Väg 84, Kasteln–Laforsen 15 8.1 Bindemedel 16 8.2 Stenmaterial 17

8.3 Okulär besiktning av provsträckorna 17

8.4 Kontroll av defekter på provvägen enligt föreslagen

Europastandard 26

8.5 Makrotextur enligt laser-RST 27

8.6 Medeltexturdjup enligt sandutfyllnadsmetoden 30

8.7 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST 31

8.8 Sammanfattande kommentarer 33

9 Väg 723, Heden–Färila 35

9.1 Bindemedel och stenmaterial 36

9.2 Makrotextur enligt laser-RST 36

9.3 Medeltexturdjup enligt sandutfyllnadsmetoden 37

9.4 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST 38

9.5 Okulär besiktning av provsträckorna 38

9.6 Nötnings- och vidhäftningsegenskaper enligt modifierad Prall 40

10 Makrotextur 46

10.1 Beskrivning av makrotextur och metoder 46

10.2 Krav på stenmaterial 47

10.3 Jämförelse mellan texturmåtten RRMS och MPD 47 10.4 Jämförelse mellan texturmåtten RRMS och MTD 49

10.5 Jämförelse mellan texturmåtten MPD och MTD 50

10.6 Inventering av makrotextur 50

(6)

Bilagor:

1. RST-mätning på väg 84, Kasteln–Laforsen 2. Bilder av utförandet från väg 723, Heden–Färila

(Björn Carlqvist, VV Produktion)

3. Kvalitetskontroll, bindemedel och stenmaterial 4. RST-mätning på väg 723, Heden–Färila

(7)

Sammanfattning

Bakgrund och problemställning

Ytbehandlingar har en lång tradition i Sverige i samband med beläggnings-underhåll av låg- till medeltrafikerade vägar. Beläggningstypen anses mycket kostnadseffektiv. Ytbehandling ger en vägyta med bra friktion och textur, vilket är viktigt för trafiksäkerheten. Tekniken är också mycket resurssnål genom att inte stenmaterialet behöver värmas upp och endast tunnare lager stenmaterial läggs på vägen. Ytbehandling tätar till vägytan, vilket har en positiv effekt på bärighet och nedbrytningsförloppet hos vägen.

De problem som oftast uppmärksammats är stensläpp och blödningar, typiska skador för ytbehandlingar med felaktig design eller om utförandet fallerat. Nylagd ytbehandling uppfattas också negativt av trafikanterna om löst stenmaterial finns på vägen. Tidig sopning är därför en stor fördel. För att säkerställa att ytbehandlingen får ett bra utförande och på längre sikt en god funktion har nya bindemedel och produktionsmetoder lanserats inom marknaden, bland annat polymermodifierade emulsioner, inblandning av brytadditiv för en mer kontrollerad brytning av emulsionen och intensivt packningsarbetet för att påskynda härdningen mellan stenmaterial och bindemedel innan ytan hunnit trafikerats. Ytbehandlingar uppfattas ibland som bullrande, speciellt när grövre stenmaterial används, och kostsamma för stenmaterialleverantörerna eftersom oftast smalare fraktioner av bergmaterialet efterfrågas, t.ex. 8–11 eller 11–16 mm, vilket ger ett överskott av övriga fraktioner.

Senast år 2007 skall den nya Europastandarden för ytbehandling vara införd i Sverige. Den berör specifikationer, testmetoder, typprovning och tillverknings-kontroll. En rad för Sverige nya testmetoder kommer att införas. Ytbehandlingar upphandlas i det nya dokumentet genom kvalitetsklasser (kategorier) där krav ställs på bland annat vägbanans makrotextur och defekter (skador). Mot denna bakgrund belyses i föreliggande rapport mätmetoder som berör makrotextur tillsammans med mätdata från olika ytbehandlingar. Vidare ges en beskrivning över förekomsten av defekter kopplade till de provvägar som följts upp.

Från branschen har framförts önskemål om mer funktionsinriktade metoder för att bestämma egenskaperna hos ytbehandlingar, t.ex. resistensen mot stenlossning och dubbtrafik. För detta ändamål har Prall-metoden modifierats så att ytbehandlingar kan testas på ett relevant sätt.

Provvägsförsök

Rapporten beskriver uppföljningar och erfarenheter från fyra provvägar från åren 1994–2001 med ytbehandlingar där modifierad emulsion testats på relativt högtrafikerade vägar. Emulsioner med modifierade bindemedel är mycket vanliga utomlands och anses förbättra hållbarheten hos ytbehandling. I Sverige används modifierade emulsioner ibland på vägar med högre trafikvolym eller där kraven är större än vanligt.

För att bättre utnyttja stenmaterialet i täkterna men även reducera det buller som genereras vid kontakten mellan däck och vägyta genomfördes ett provvägsförsök 2004 där ett antal varianter av ytbehandlingar med bredare och delvis finkornigare stenmaterial kommer att testas.

(8)

Provvägar:

x Väg 1012, Läde–Oxberg, Dalarna, 1994, Y1B 8–11, Nyspray S med brytadditiv och BE65R 160/220

x Väg 653, Växbo–Bollnäs, Hälsingland, 1995, Y1B 11–16, Nyspray S med brytadditiv och BE65R 160/220

x Väg 62, Deje–Olsäter, Värmland, 1996, Y1B 8–11, Nyspray S med brytadditiv och BE65R 160/220

x Väg 84, Kasteln–Laforsen, Hälsingland, 2001, Y1B 11–16, Nyspray S med brytadditiv, NyPro, BE65R 330/430 och BE65R 160/220

x Väg 723, Heden–Färila, Hälsingland, 2004, Y1B 8–16, Y1B 11–16, Y1B 4–16 och Racked-in 4–8 och 11–16. Samtliga med BE65R 160/220.

Förutom typ av bindemedel och stenmaterialfraktioner har effekten av brytadditiv, extra vältinsats, avsandningsmaterial och tidpunkten för utförandet (tidig respektive sen läggning på säsongen) studerats.

Provvägarna har följts upp med avseende på makrotextur, spårdjup, jämnhet och okulär besiktning av defekter samt genom provning av slitstyrka och vattenkänslighet på borrkärnor. I de senare fallen har Prall-utrustningen modifierats för provning av ytbehandlingar. Innan testet konditioneras proverna enligt några olika förfaranden beroende på om slitaget eller beständigheten skall undersökas. Metoden har givit en bra korrelation med stenlossning på vägen. Slitstyrkan hos ytbehandlingen går bra att testa i Prall om varvtalet är lägre än vid den standardiserade metoden. Ytbehandlingar behöver dock ligga en tid på vägen och utsättas för trafikarbete innan prov tas ut för provning.

Resultat från provvägarna

Vid byggskedet konstaterades en del fördelar med polymermodifierad emulsion (PME) med tillsats av brytadditiv. Stenen fäste i ett relativt tidigt skede vilket medförde att sopningen kunde komma igång några timmar efter utläggningen. Den intensiva vältningen gav också en positiv effekt på texturdjupen, framför allt på den del av körbanan som inte låg i hjulspåren och därför inte fick trafikpackning. Modifierad emulsion i kombination med brytadditiv gav således vissa positiva effekter för trafikanterna med bättre framkomlighet och mindre risk för stenskott vid byggskedet.

Enligt provvägsförsöket på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen har tidpunkten för utförandet haft en mycket stor inverkan på hållbarheten hos ytbehandlingen. De tidigt lagda sträckorna (juni) har samtliga klarat sig mycket bra och inga skador med undantag för lokala isrivningssläppor har observerats. Svärtningen av vägytan var till en början omfattande men har genom dubbslitaget försvunnit efter två vintrar. De sent lagda sträckorna (slutet av augusti) klarade första vintern markant sämre än de som lades tidigt och framför allt isrivningen av vägbanan gav upphov till en hel del stenlossning. Sträckorna med modifierad emulsion klarade sig dock betydligt bättre än referensen med konventionell emulsion. Beständighetsprovning i Prall av borrkärnor tagna första hösten visade också att de sent lagda sträckorna hade sämre hållbarhet (fick markant mer stenlossning) än de som lades tidigare på säsongen. Sträckan med BE65R erhöll redan på hösten stenlossning som sedan accelererade under vintern.

(9)

Uppföljningarna som omfattar 3–10 år beroende på provväg visar att de skador (defekter) som uppkommit inträffade under det första året. En ytbehandling är mer känslig första vintern för stenlossning innan stenen ordentligt hunnit bäddats in i underlaget vilket sker under sommarens varma perioder.

Efter första året och främst då vintern har inga nya skador uppkommit på någon av provvägarna. I ett fall har ytbehandlingen slitits ned i förtid pga. att stenmaterialet hade för dålig slitstyrka i förhållande till trafikmängd och dubbandel.

Provvägarna visar också att den tunga trafiken har en stor inverkan på vägbanans makrotextur, spårbildning, jämnhet samt stenmaterialets inbäddning i underlaget och risken för svärtning av vägytan. Skillnaden kan t.ex. vara stor på samma väg mellan de två körbanorna beroende om den tunga trafiken går med full eller tom last.

(10)

(11)

1 Inledning

De problem som oftast uppmärksammats med ytbehandlingar är stensläpp och blödningar. Nylagd ytbehandling uppfattas också negativt av trafikanterna om löst stenmaterial finns på vägen. Tidig sopning är därför en stor fördel. För att förbättra ytbehandlingar har modifierade emulsioner mer och mer börjat användas på senare år. De anses vara mindre temperaturkänsliga och används huvudsakligen på vägar med större trafik. Inblandning av brytadditiv i emulsionen kombinerat med intensivt packningsarbete påskyndar härdningen mellan stenmaterialet och bindemedlet, vilket innebär att ytan kan sopas tidigare. Ytbehandlingar ger vägytan en bra friktion och hög makrotextur, vilket är viktigt för trafiksäkerheten. Den kan dock i vissa sammanhang uppfattas som bullrande, framför allt om grövre stenmaterial används. Tekniken är annars mycket miljöanpassad eftersom den är resurssnål, t.ex. behöver inte stenmaterialet värmas upp och beläggningen läggs i tunna lager. Ytbehandling tätar också till vägbanan, vilket har en positiv effekt på bärighet och nedbrytningsförloppet hos vägen.

En nackdel med vissa typer av ytbehandlingar är att de kräver smala stenmaterialfraktioner, vilket av stenmaterialindustrin upplevs som fördyrande och resurskrävande.

2 Funktionen hos ytbehandling

Funktionen hos en ytbehandling kan beskrivas genom egenskapsprovning på stenmaterialet och bindemedlet (t.ex. kulkvarn, kornstorlek, kornform, Prall, Vialit) och/eller tillståndsbedömningar av vägytan, t.ex. friktion och makrotextur. Makrotexturen förändras med tiden, speciellt det första året, främst beroende på nötningen från dubbtrafiken och genom den nedtryckning som sker av stenmaterialet i underlaget. Om stenar släpper så att ytan blir glesare eller om blödningar uppstår minskar (och varierar) makrotexturen på vägbanan markant. Texturen och förändringar av texturen beskriver sålunda på ett objektivt sätt utvecklingen och förslitningen av en ytbehandling. Valet av stenstorlek, stenmaterialkvalitet, underlagets hårdhet, dubbfrekvens och andelen tung trafik är parametrar som inverkar på makrotexturen. I vissa fall kan det vara svårt att göra relevanta jämförelser av makrotexturen mellan olika typer av beläggningar (t.ex. ytbehandling mot asfaltbetong) om förhållandena mellan maximal stenstorlek och stenhalt (andel yta täckt med grövre partiklar) varierar. Ytan hos olika ytbehandlingar (utan stensläpp) har alltid en tät stenmosaik och därför råder likvärdiga förhållanden även om stenstorleken kan variera. Makrotexturen kan bestämmas genom sandutfyllnadsmetoden eller med lasermätning. I det senare fallet behövs inga avstängningar på vägen då texturen mäts kontinuerligt i och mellan hjulspåren. Makrotexturen påverkar också friktionsegenskaperna och bullernivån och brukar därför användas som ett indirekt mått för friktion och buller.

Slitstyrkan hos ytbehandling och resistensen mot vatten (beständigheten) kan på borrkärnor från vägen undersökas genom Prall. Några olika provningsmetoder innebärande varierande varvtal eller konditioneringsförfaranden har utvecklats på VTI.

(12)

3 Den föreslagna Europastandarden för

ytbe-handling

Senast år 2007 skall den nya Europastandarden (produktstandard) för ytbe-handling vara införd i Sverige. Den berör specifikationer, testmetoder, typprovning och tillverkningskontroll. Specifikationerna berör krav på binde-medel, stenmaterial, toleranser för spridning av bindemedel och stenmaterial, visuell bedömning av defekter, krav på friktion, buller, makrotextur och hållbarhet. En rad nya provnings- och kontrollmetoder kommer att införas. Ytbehandlingar upphandlas i det nya dokumentet genom olika kvalitetsklasser (kategori 0, 1, 2, 3) på respektive parameter (t.ex. makrotextur och defekter). CEN-standarden (prEN 12271, det finns en draft från september 2004) ersätter de tekniska anvisningarna i ATB VÄG. Den nya standarden ger en ökad möjlighet för mer funktionsinriktad upphandling än tidigare. Men för att kunna göra detta måste dagens krav och erfarenheter från ytbehandlade vägar översättas till de kvalitetsparametrar som ingår i den nya standarden. En handbok som beskriver defekter på ytbehandling håller på att tas fram av VTI i samarbete med den branschsammansatta arbetsgrupp som finns för tankbeläggningar i Sverige. I de uppföljningar av provvägsförsök eller kontrollsträckor som redovisas i denna rapport presenteras några mätmetoder och mått som ingår i CEN-standarden för ytbehandling.

4 Provvägsförsök med ytbehandlingar från senare

år

I många länder har modifierade emulsioner (t.ex. med PMB, Latex) använts till ytbehandlingar sedan 1970-talet då intresset för denna teknik tog fart i samband med oljekriserna. Ytbehandlingar är annars en mycket gammal teknik med anor från början av seklet. Förutom bitumenemulsion har bitumenlösning (används mindre och mindre av miljöskäl) och tidigare tjärlösning, tjäremulsion och blandningar av tjära och varm bitumen använts som bindemedel. De senare bindemedlen används inte numera på grund av miljöskäl. Emulsioner innehållande PMB har i Sverige vid ett antal tillfällen testats sedan i slutet av 80-talet och ett par varianter finns på den svenska marknaden (Nyspray och Nypro). Några större försök gjordes i mitten av 90-talet:

x Läde–Oxberg, Dalarna, 1994 x Växbo–Bollnäs, Hälsingland, 1995 x Deje–Olsäter, Värmland, 1996.

Ett omfattande försök utfördes 2001 på väg 84 nordväst om Ljusdal. Identiska provsträckor med olika modifierade bindemedel lades dels tidigt, dels sent på säsongen. Erfarenheterna från slutet av 1990-talet var att ytbehandlingar lagda sent på året (från slutet av augusti) fick dålig beständighet och därmed skador vid saltning och plogning första vintern. Sommaren 2004 genomfördes ett provvägsförsök i Färila i Hälsingland. Syftet var att studera ytbehandlingar med bredare fraktioner än normalt. På så sätt kan stenmaterialet i täkterna utnyttjas effektivare. Det är dock viktigt att stenmaterialet sprids relativt tätt så att stenpartiklarna skyddar varandra (skuldra mot skuldra) mot mekaniska påkänningar.

(13)

Maximala stenstorleken, makrotexturen och jämnheten har förutom hastigheten och typen av däck betydelse för däcksbullret på en beläggning. Störst är effekten vid hastigheter mellan 50–110 km/tim. Under 50 km/tim dominerar fordonsbuller och över 110 km/tim vindbruset. Bredare och finkornigare fraktioner kan ge lägre makrotextur. De helt dominerande ytbehandlingarna i Sverige är Y1B 8–11 och Y1B 11–16 mm. Vid spårytbehandling används även Y1B 4–8 mm. Dubbel ytbehandling, Y2, som ger en tätare yta används numera inte så mycket.

5 Väg 1012, Läde–Oxberg

Ytbehandlingen lades sommaren 1994 och var av typen Y1B 8–11. Underlaget var en maskinjustering med asfaltmassa. PME med brytadditiv användes på södra delen av objektet medan en kortare sträcka (referens) med konventionell emulsion (BE 65R) lades i norra änden. Trafikmängden på vägen var år 1987 2 480 fordon/dygn. Enligt uppgift saltades vägen endast under kort tid på vintern (under Vasaloppsveckan) med då intensivt. Skyltat hastighet är 70 km/tim. Provvägen finns redovisad i VTI notat 2-2001.

Omgivande terrängen vid provvägen utgjordes av barrskog men vägen hade ändå inte speciellt skuggigt eller fuktigt läge då skogen var ganska gles.

Data om provsträckan x Bindemedel: Nyspray S x Brytadditiv: Nybreak S

x Stenmaterial: 8–11 mm, porfyr, Älvdalen

x Typ av avsandningsmaterial: natursand resp. krossat material, 2–4 mm.

5.1 Iakttagelser efter första vintern

En del hyvelskador uppkom den första vintern. Omfattningen bedömdes dock som normal för en konventionell ytbehandling. Ytorna var inte svärtade i spåren. Ingen skillnad mellan prov- och referenssträckan konstaterades. Ingen skillnad förelåg heller mellan de två avsandningsmaterialen, sand och 2–4 mm. På grund av det modifierade bindemedlets låga viskositet hade det vid utförandet lokalt förekommit en del bindemedelsavrinning som dock inte givit upphov till stenlossning. När brytadditiv användes blev konsistensen hos emulsionen bättre.

5.2 Besiktning 2000

Sommaren 2000 utfördes en okulär besiktning av hela vägobjektet. Besiktningen av ytbehandlingen visade att båda delsträckorna såg bra ut. Ingen mer omfattande stenlossning, blödning eller svärtning kunde iakttas på de båda sträckorna. På grund av bindemedelsavrinning förekom några mindre stensläpp nära vägkanten (se bilden). En viss bindemedelsavrinning förekom enligt uppgift vid utförandet av ytbehandlingen med PME innan viskositeten genom tillsats av förtjockare fick en bra konsistens. Slitaget från dubbade fordon verkade vara obetydligt. I övrigt var beläggningen homogen med en fin mosaik och det var gott om kilsten mellan det grövre stenmaterialet. Ingen skillnad mellan referens och försökssträckan med PME kunde konstateras.

(14)

Bild 1 En viss bindemedelsavrinning på ytbehandling med PME.

Efter det förtjockande medel tillsattes emulsionen upphörde avrinningen.

En del hyvelskador förekom över hela objektet. Dessa uppstod enligt uppgift från entreprenören redan första vintern och har sannolikt inget med bindemedlen att göra. Plogskador på ytbehandlingar är relativt vanligt.

Bild 2 Hyvelskada på sträcka med PME, sommaren 2000.

Bild 3–4 Översiktsbilder från juni 2000. Referenssträckan till vänster och PME

(15)

5.3 Besiktning 2004

Sommaren 2004 utfördes en okulär besiktning av vägen. Ytorna var i avseende på skador oförändrade men beläggningen var mer sliten.

6 Väg 653, Växbo–Bollnäs

Ytbehandlingen som var av typen Y1B 11–16 lades sommaren 1995. Underlaget bestod av maskinjustering med asfaltmassa. På delen närmast Bollnäs (ca 500 m, referens) användes konventionell emulsion (BE 65R) medan provsträckan utfördes med PME med brytadditiv. Trafikmängden på vägen är ca 1 500 fordon/dygn varav en stor andel tung trafik. Vägen saltas under vinterperioden. Skyltad hastighet är 70 (referensen) och 90 km/tim (PME). Provvägen finns redovisad i VTI notat 2-2001.

Vägen är relativt backig och kurvig med inslag av både öppnare och skuggigare partier. De öppnare partierna (jordbruk) dominerar dock.

Data om provsträckan x Bindemedel: Nyspray S x Brytadditiv: Nybreak S

x Stenmaterial: 11–16 mm, porfyr, naturgrus från Älvdalen.

6.1 Iakttagelser vid försöket

Ytorna kunde sopas efter ca 1,5 tim. Emulsionen var till en början alltför lättflytande och tendenser till bindemedelsavrinning observerades. Efter tillsats av förtjockningsmedel blev konsistensen (viskositeten) bättre och avrinningen försvann. En del obruten emulsion under stenarna förekom under det första dygnet innan vattnet avdunstat.

6.2 Iakttagelser efter första vintern

En del hyvelskador uppkom den första vintern, framför allt på ytor (i backen) som vid utförandet erhöll bindemedelsavrinning.

6.3 Besiktning 2000

Den 29 juni 2000 utfördes okulär besiktning av objektet. Besiktningen visade att något stensläpp förekom i högra spåret i riktning mot Växbo på såväl prov- som referenssträckan. Det såg möjligen ut som om problem med bindemedelsspridaren kan ha varit orsaken då stensläppen var lokaliserade till samma stråk utmed vägen. I övrigt konstaterades lokala stensläpp på båda sträckorna. Några hyvelskador förekom också.

(16)

Bild 5–6 En del stensläpp på sträcka med PME. Juni 2000, väg 653.

Makrotexturen uppfattades som mycket grov och ytan såg knappt insliten ut. Ingen märkbar skillnad förelåg mellan sträckorna.

Bild 7 Översiktsbild av sträckan med PME. Juni 2000, väg 653.

6.4 Besiktning 2004

Sommaren 2004 utfördes en okulär besiktning av vägen. Ytorna var i avseende på skador oförändrade. Beläggningen var fortfarande grov och inte speciellt sliten.

7 Väg

62,

Deje–Olsäter

Provvägsförsöket i Deje omfattade sammanlagt 10 sträckor, varav 8 med PME. Beläggningstypen av Y1B 8–11 med ortens stenmaterial. Syftet med försöket var att testa egenskaperna hos en ytbehandling utförd med bindemedlet Nyspray S på ett objekt i mellersta Sverige med hög trafik. Detta bindemedel var en ny typ av brytningsstyrd emulsion framtagen för ytbehandlingar med litet högre krav än vanligt. Nyspray S innehåller också polymermodifierat bindemedel. Som jämförelse testades konventionellt bindemedel, typ BE 65 R.

Följande parametrar studerades:

x polymermodifierad eller konventionell emulsion x effekt av brytadditiv

x avsandningsmaterial: fraktion 0–8 eller 2–4 mm x ordinarie eller extra vältinsats.

(17)

Provvägen finns beskriven i VTI notat 64-1999. Vid byggskedet konstaterades en del fördelar med det nya polymermodifierade bindemedlet som tillsammans med brytadditivet fick stenen att fästa i ett tidigt skede så att sopningen kunde komma igång några timmar efter utfört arbete. Den intensiva vältningen gav också en positiv effekt på texturdjupen, framför allt på den del av körbanan som inte låg i hjulspåren och därför inte fick trafikpackning. PME gav således vissa positiva effekter för trafikanterna med bättre framkomlighet och mindre risk för stenskott vid byggskedet. Efter ytbehandlingen brutit och härdat konstaterades ingen större skillnad mellan referenssträckorna innehållande konventionell emulsion och provsträckorna med PME. På de tre år vägen följdes upp observerades inga blödningar eller stensläpp men på grund av att stenmaterialet hade alltför dålig slitstyrka blev ytbehandlingen av dubbtrafiken på vissa avsnitt nedsliten i förtid. Enligt den utredning som gjordes visade sig stenmaterialet ha sämre och framför allt en ojämnare kvalitet än förväntat. Nedslitna ytor åtgärdades med ytbehandling.

8 Väg

84,

Kasteln–Laforsen

Under sommaren 2001 utfördes två försök på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen nordväst om Ljusdal. I ett första skede lades fyra sträckor i juni. För att studera inverkan av sen läggning på säsongen lades fyra identiska sträckor (dock med högre bindemedelsmängd) i slutet av augusti. De bindemedel som ingår är:

x Nyspray S (polymermodifierad emulsion) med tillsats av brytadditiv x NyPro (Latexmodifierad emulsion)

x BE65R/330/430

x BE65R/160/220 (referens och ordinarie åtgärd).

Ytbehandlingen är Y1B 11–16 med porfyr från Älvdalen som lades på en maskinjusterad yta med asfaltmassa (ABT 11 som lades 2000).

(18)

Sveg

10/604

Ã

10/604 Sträcka, nr Bindemedel Recept

9/915 689m 681m 9/923 8 BE65R 160/220 2,9 kg/m² 9/477 438m 515m 9/408 7 BE65R 330/430 2,9 kg/m² 8/980 497m 459m 8/949 6 Nyspray/additiv 2,9 kg/m² 8/518 462m 431m 8/518 5 NyPro (Latex) 2,9 kg/m² 5/280 5/278 4/541 739m 764m 4/514 4 BE65R 160/220 2,70 kg/m² 4/001 540m 522m 3/992 3 BE65R 330/430 2,69 kg/m² 3/477 524m 549m 3/443 2 NyPro (Latex) 2,70 kg/m² 3/029 448m 414m 3/029 1 Nyspray/additiv 2,71 kg/m²

Ä

Ljusdal

Sektion noll är i skarven vid Skyte

= Sträckor lagda den 17 juni 2001 = Sträckor lagda den 29 augusti 2001

Sträcka 1 börjar 31,4 km från rondellen i Ljusdal Sträcka 1 börjar 37,0 km från rondellen i Ljusdal

Figur 1 Provsträckor på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen. Sträcka 4 och 8

är referenser med konventionellt bindemedel.

Den omgivande terrängen vid provvägen utgörs av barrskog men vägen har inte speciellt skuggigt eller fuktigt läge då skogen är relativt gles. Vägbredden är 8,0–8,5 m. Vägen saltas inte vintertid. Skyltat hastighet är 90 km/tim. ÅDTtotal

ligger på 1 640 fordon med en hög andel tunga fordon. I riktningen mot Ljusdal går den tyngsta (lastade timmerbilar) trafiken.

8.1 Bindemedel

De modifierade emulsionerna Nyspray S och NyPro är framtagna för ytbehandlingar med lite högre krav än vanligt, t.ex. för vägar med hög andel tunga fordon. Nyspray S består av ett polymermodifierat bindemedel som anses ha god vidhäftning mot de vanligaste stenmaterialen. Systemet bygger på att emulsionen och brytadditivet hålls åtskilda tills de precis före spridarmunstyckena blandas. Brytningen påskyndas med hjälp av additivet. Tack vare detta blir inte ytbehandlingen lika känslig för yttre faktorer som temperatur, väder och vind som en konventionell ytbehandling med BE65R är. NyPro består av latexmodifierat

(19)

bitumen, vilket ger bindemedlet mer elastiska egenskaper jämfört med konventionellt bindemedel. Latex som utgörs av naturgummi levereras och inblandas emulgerad (emulsion).

Eftersom modifierade emulsioner eller bindemedel bryter snabbare och/eller kan ha bättre vidhäftning mot stenen kan ytan sopas tidigare än normalt. Det är dock viktigt att stenen hinner orientera sig (lägga sig till rätta) innan bindemedlet hårdnar allt för mycket. Flera vältar än normalt (minst två) vid packningen kan därför vara nödvändigt för den här typen av bindemedel (mycket trafik kan vara en fördel).

BE65R/330/430 är baserad på ett mjukare bitumen och används ibland i norra Sverige. Emulsionen finns med i specifikationer för bindemedel i Vägverkets anvisningar ATB VÄG. BE65R/160/220 är den vanligaste förekommande emulsionen för ytbehandling och har använts under många år. Emulsionen kan därför betraktas som en referens i provvägsförsöket.

8.2 Stenmaterial

Stenmaterialet utgjordes av krossat berg med rödaktig porfyr från Älvdalen i Dalarna. Kulkvarnvärdet låg på 3,5–3,7 medan flisighet- resp. sprödhetstalen låg på 1,28–1,32 resp. 32–34. Pågrusets renhet och korngradering uppfyllde kraven i ATB VÄG för Y1B 1116. På samtliga sträckor lades 13 liter stenmaterial per kvadratmeter.

8.3 Okulär besiktning av provsträckorna

8.3.1 Besiktning i juni 2001

x Sträcka 1: någon svärtning i spåren, sopad yta

x Sträcka 2: någon uppträngning av bindemedel nära vägkanten i riktningen mot Ljusdal, ej sopad

x Sträcka 3: bra, ej sopad x Sträcka 4: bra, ej sopad.

På samtliga sträckor uppvisade stenmaterialet en bra stenmosaik. Stenmaterialet satt bra fast i underlaget.

8.3.2 Besiktning i augusti 2001

x Sträcka 1: markant svärtning i och intill hjulspåren x Sträcka 2: svärtning i hjulspåren

x Sträcka 3: svärtning i hjulspåren och främst i riktningen mot Ljusdal x Sträcka 4: svärtning i hjulspåren och främst i riktningen mot Ljusdal.

Överlag så var hjulspåren svärtade och framför allt i riktningen mot Ljusdal där de fullastade timmerbilarna går. Sträcka 1 med Nyspray var mer svärtad än övriga sträckor. Ingen stenlossning kunde observeras. Den bindemedelsuppträngning som förekom på sträcka 2 hade inte förorsakat blödningar.

(20)

Bild 8 Sträcka 1 (Nyspray), 30 augusti 2001.

Bild 9 Sträcka 3 (BE65R 330/430), 30 augusti 2001.

Sträckorna 5–8: x Sträcka 5: bra

x Sträcka 6: tendenser till svärtning x Sträcka 3: bra

x Sträcka 4: bra.

Ytorna var nylagda och ej sopade vid besiktningstillfället.

8.3.3 Besiktning i oktober 2001

x Sträcka 1–4: oförändrade sedan augusti 2001

x Sträcka 5: någon svärtning och främst i riktningen mot Ljusdal x Sträcka 6: mer med svärtning och i båda körriktningarna

x Sträcka 7: någon svärtning i hjulspåren i riktningen mot Ljusdal

x Sträcka 8: ej till någon svärtning i hjulspåren i riktningen mot Ljusdal. En del stenlossning förekom i slutet av sträckan vid avtagsväg. Skadorna var orsakade av vridmoment från fordon som svängt av i korsningen (se bild).

(21)

Bild 10 Sträcka 8 (BE65R 160/220), 2 oktober 2001. En del stenlossning förekom vid avtaget mot Ramsjö.

8.3.4 Besiktning i maj 2002 Sträcka 1 – Nyspray/additiv

Enstaka släppor förekom i vägkanten mot Sveg. Tydliga ränder (rivmärken) från isrivning iakttogs. Mycket lokal utglesning (slumpvis stenlossning) förekom på den del av vägbanan som ligger mellan hjulspåren. En del svärtning förekom fortfarande i främst yttre hjulspåren. Stenmaterialet var mycket bra inbäddat i underlaget.

Sträcka 2 – Nypro

Spår av isrivning (ränder) förekom i vägkanten mot främst Sveg. Någon utglesning (stenlossning) iakttogs nära en avfart (skogsbilväg). Någon svärtning förekom och främst då i yttre hjulspåret i kurvan mot Ljusdal.

Sträcka 3 – BE65R 330/430

Spår av isrivning (ränder) förekom i vägkanten. Någon utglesning (stenlossning) förekom på vägbanan mellan hjulspåren. I yttre hjulspåret mot Ljusdal förekom fortfarande någon svärtning.

Bild 11 Tydliga ränder i vägkanten efter isrivning. Huvuddelen av

(22)

Sträcka 4 – BE65R 160/220

Isrivningsskador i vägkanten mot Sveg. Någon utglesning (stenlossning) förekom på vägbanan mellan hjulspåren. I yttre hjulspåret mot Sveg förekom fortfarande någon svärtning. Spår av svärtning i körbanan mot Ljusdal.

En del stenlossning (utglesning, avskalning och släppor) förekom i främst vägbanan mot Ljusdal. Skadorna var mest frekventa på ytorna utanför hjulspåren. Stenlossningen hade gett upphov till en del släppor som störst var ca 2,5 m² (5 m långa och 0,5 m breda). Tydliga spår av isrivning syntes i vägkanten. Nära vägmitten observerades någon bindemedelsuppträngning. Ingen svärtning iakttogs.

Bild 12 Sträcka 5, NyPro. Släppor främst mellan hjulspåren och vägmitt. De

flesta skadorna förekom i början på sträckan och i riktningen mot Ljusdal.

Sträcka 6 – Nyspray/additiv

En del stenlossning (utglesning, avskalning och släppor) förekom i främst vägbanan mot Ljusdal. Skadorna var huvudsakligen lokaliserade till ytorna utanför hjulspåren. Endast några mindre släppor förekom. Skadorna var sammantaget av mindre utbredning än sträcka 5 och framför allt sträcka 8. Tydliga spår av isrivning syntes i vägkanten. En del svärtning förekom i yttre hjulspåret mot Sveg.

(23)

Sträcka 7 – BE65R 330/430

En del stenlossning (utglesning, avskalning och släppor) förekom på ytorna mellan hjulspåren och nära vägkanten. Fler skador observerades i vägbanan mot Ljusdal än mot Sveg. Skadorna var ungefär av samma omfattning som sträcka 6. Dock förekom fler släppor på sträcka 7. Tydliga spår av isrivning förekom utmed vägkanterna (ränder). Ingen svärtning förekom.

Bild 14 Sträcka 7, BE65R 330/430. Exempel på släppor och utglesning.

Sträcka 8 – BE65R 160/220

Omfattande stenlossning (utglesning, avskalning och släppor) förekom i båda körbanorna. Störst omfattning hade skadorna i slutet av sträckan där en vägkorsning (avfart) ligger. Skadorna hade sin största utbredning på ytorna närmast vägmitt och mellan hjulspåren. Antalet släppor (både stora och små) var betydligt flera på denna sträcka jämfört med sträckorna 5–7. Mycket bindemedel satt fast på lossnade stenar, vilket visar att vidhäftningen mellan ytbehandlingen och vägytan varit för svag.

Bild 15 Sträcka 8, BE65R 160/220. Omfattande släppor i slutet av sträckan (vid

(24)

Bild 16 Lossnat stenmaterial från ytbehandling. Kvarsittande bindemedel på

stenen (avskalning) tyder på att kohesionen mellan ytbehandlingen och vägytan varit ofullständig.

På grund av den omfattande stenlossningen lades, i början av augusti, sträcka 8 över med ny ytbehandling sommaren 2002.

8.3.5 Bedömning av skador uppkomna vintern 2001/2002

Vid besiktningen hösten 2001 konstaterades endast stenlossning på sträcka 8 och då främst i slutet av provsträckan där korsningen ligger. I övrigt var provsträckorna intakta. Sträckorna 1–4 uppvisade rejäl svärtning i spåren och även på sträcka 6 förekom en del svärtning.

Enligt uppgift från Vägverket observerades ingen mer omfattande stenlossning under vintern förrän vägen i februari halkbekämpades med väghyvel pga. fastfrusen modd. Tydliga ränder från väghyvelns rivartänder finns i vägkanten utmed hela provvägen. Även de bästa sträckorna uppvisar släppor vilket tyder på att åtgärden varit ”tuff” för vägytan. Huvuddelen av de stensläpp som fanns på ytbehandlingen är lokaliserade till vägytan mellan hjulspåren eller ytorna närmast vägmitt eller vägkant. I hjulspåren där trafikarbetet hunnit orientera och bäddat in stenmaterialet förekom däremot betydligt mindre med skador än på övriga vägen. Vägbanan mot Ljusdal uppvisade också de flesta skadorna. Spårdjupet är betydligt större på denna körbana, vilket kräver en intensivare bearbetning med hyveln om isen skall tas bort i spåren.

Isrivning på relativt sent lagda ytbehandlingar innebär en stor risk för skador eftersom stenmaterialet inte hunnit tränga ned i underlaget ordentligt. Om isen sitter hårt fast och om vägen har spår blir slitaget på de ytor av vägbanan som ”sticker upp” särskilt stor. Risken för att hyveln/tänderna ska riva med sig bitar av ytbehandlingen blir då större än om ytan är plan eller ligger skyddad i hjulspåren. Huvuddelen av de skador som uppkommit på provvägen och då främst på sträckorna 5–8 beror sannolikt på den isrivning som utfördes i februari 2002.

Förklaringen till att sträckorna 1–4, som lades i juni, klarat sig så pass bra är att ytbehandlingen (stenmaterialet) under sommarens trafik hunnit orientera sig och blivit ordentligt inbäddat i underlaget. Enligt höstmätningen 2001 var skillnaden i textur stor mellan sträckorna som lades tidigt resp. sent på sommaren. Enligt de beständighetsprovningar som utfördes på borrkärnor klarade sig sträckorna 1–4 med något undantag betydligt bättre än de från sträckorna 5–8. Skillnaden mellan sträckorna som lades sent på sommaren var dock förhållandevis stor. Bäst resultat uppvisade sträcka 5 och sämst sträcka 8. De omfattande stensläppen på sträcka 8

(25)

kan förutom isrivningen även tillskrivas dålig vidhäftning mellan ytbehandlingen och befintlig vägyta, vilket både Prall-provningen och stenlossningen redan under hösten 2001 tyder på.

I följande tabell görs ett försök att dels sammanställa skadorna, dels rangordna sträckorna efter vårens besiktning:

Tabell 1 Rangordning av provsträckor utifrån skador uppkomna vintern

2001/2002.

Sträcka Typ av skador Rangordning

Lagda i juni

1, Nyspray Lokal stenlossning (utglesning),

lokalt släppor i vägkant

1 (bäst)

2, Nypro Lokal stenlossning (utglesning),

lokalt släppor i vägkant

2 3, BE65R,

330/430

Lokal stenlossning (utglesning), lokalt släppor i vägkant

2 4, BE65R,

160/220

Lokal enstaka stenlossning (utglesning), lokalt släppor i vägkant

3 Lagda i augusti

5, Nypro En del stenlossning (utglesning,

avskalning och släppor)

5

6, Nyspray En del stenlossning (utglesning,

avskalning och släppor)

4 7, BE65R,

330/430

En del stenlossning (utglesning, avskalning och släppor)

4 8, BE65R,

160/220

Omfattande stenlossning (utglesning, avskalning och släppor)

6 (sämst)

8.3.6 Besiktning 2003 och 2004

Sträckorna hade inte påverkats nämnvärt sedan föregående år. Våren 2003 hade svärtningen på stentopparna slitits bort av dubbtrafiken och sedan dess har ingen svärtning förekommit. Besiktningen gav följande resultat:

x Ingen svärtning

x Mycket bra inbäddning, mest av sträckorna x Inga nya skador.

x Ingen svärtning x Bra inbäddning

x Lokal släppor och utglesning i främst ytorna utanför spåren.

Sträcka 3 – BE65R 330/430

x Någon eller ingen svärtning x Bra inbäddning

(26)

Sträcka 4 – BE65R 160/220

x Ingen svärtning x Betydande inbäddning

x Lokal utglesning i främst ytorna utanför spåren.

x Ingen svärtning

x Sämre inbäddning än str. 1–4 x En del släppor och utglesning.

x Ingen svärtning

x Sämre inbäddning än str. 1–4 x En del släppor och utglesning.

Sträcka 7 – BE65R 330/430

x Ingen svärtning

x Bättre inbäddning än str. 5 och 6 x En del släppor och utglesning.

Sträcka 8 – BE65R 160/220

Sträckan har lagts över.

Överlag så sitter stenmaterialet fast bättre i underlaget på sträckorna 1–4 jämfört med sträckorna 5–7 (om stenen petas bort med hjälp av skruvmejsel).

Bild 17 Svärtningen på sträcka 1 hade slitits bort under vintern 1992/93. Ytan i

spåren kan fortfarande upplevas som mörk pga. stenens inbäddning i underlaget. Bilden är tagen 2004.

(27)

Bild 18 Representativ yta för sträcka 1–4. Bilden är tagen 2004.

Bild 19 Exempel på betydande inbäddning (str. 1, 2004).

(28)

8.4 Kontroll av defekter på provvägen enligt föreslagen

Europastandard

Sommaren 2003 utfördes visuell bedömning av defekter enligt de metoder som ingår i CEN-standarden för ytbehandling. Defekterna (skadetyp) delas in i:

x Uppfettning (inbäddning), blödning och spårsvärtning – procent av ytan x Avskalning och släppor, procent av ytan

x Utglesning, procent lossnade partiklar x Randning, längdmeter.

Defekterna delas upp i kategorier efter skadornas utbredning: x Kategori 3 (högst krav)

x Kategori 2 (medel) x Kategori 1 (lägst krav) x Kategori 0 (inga krav).

Den visuella bedömningen skall göras efter ett års trafik. Den kan antingen göras kvalitativt (endast en okulär bedömning) eller kvantitativt (mätning av skadade ytor på utvalda 100-meterssträckor). Metoderna finns beskrivna i EN12272-2:2002 ”Surface dressing – Test methods – Part 2:Visual assesments of defects”.

Uppfettning (inbäddning), blödning, spårsvärtning och randning (om vissa munstycken spridit för mycket bindemedel) innebär att bindemedel trängt upp på vägytan eller fastnat på stentopparna. Främst hjulspåren blir mörka eller blanka på grund av detta. Avskalning, släppor, utglesning och randning (om vissa munstycken spridit för lite bindemedel) innebär att ytan fått stenlossning i varierande utsträckning.

Ingen randning, blödning eller egentlig uppfettning (god inbäddning förekommer dock) har förekommit på provsträckorna förutom mycket lokalt i några kurvor. Svärtningen var påtaglig på det sträckor som lades tidigt på säsongen men har genom dubbtrafikens slitage försvunnit efter några år. Denna kvalitetsparameter är inte relevant för svenska förhållanden. Framför allt sträckorna lagda sent men i viss mån även de tidigt lagda sträckorna fick en del avskalning första vintern pga. isrivning. Detta är ett specifikt problem för nordiska förhållanden och beror förutom på vidhäftningen mellan stenpartiklarna och bindemedlet/underlaget på vinterväghållningen. Det är känt att nylagda ytbehandlingar är känsliga för avskalning i samband med för hård isrivning. Sträckorna lagda sent på året fick en hel del utglesning och släppor första vintern. Enligt de kvalitetskategorier som finns i CEN-standarden skulle sträcka 8 med konventionell emulsion lagd sent på säsongen hamna på kategori 1 (den sämsta klassen) för släppor och utglesning enligt kraven europastandarden. Sträckorna 5, 6 och 7 skulle hamna i kategori 1 eller 2. Övriga sträckor i kategori 3 (bäst). Även släpporna och utglesningen orsakades sannolikt, åtminstone i viss utsträckning, av isrivningen första vintern. När det gäller avskalning orsakad av isrivning är det tveksamt om den kvalitetsparametern kan användas för plogskador. För övriga defekter, såsom uppfettning, blödning och randning hamnar samtliga sträckor efter ett års trafik i kategori 3.

(29)

Utglesning Utglesning

Släppor Släppor och utglesning

Bild 21 Exempel på utglesning och släppor.

8.5 Makrotextur enligt Laser-RST

8.5.1 Texturmåtten RRMS och MPD

Med hjälp av Laser-RST (VTI:s forskningsbil) kan vägytans makrotextur mätas kontinuerligt i och mellan hjulspåren. Måttet RRMS (Rough Root Mean Square) används ibland för att beskriva ytans makrotextur (ytskrovlighet). Det beräknas i våglängdsområdet 10–100 mm. Måttet redovisas i mm per 20-meterssträcka och är ett frekvensmått. Ett annat laserbaserat mått som används för att beskriva makrotexturen är MPD (Mean Profile Depth, ISO 13473-1). MPD avser skillnaden i mm mellan högsta stentoppen och medeltexturdjupet.

Mätningarna från den 16 augusti 2004 (medelvärden per provsträcka) framgår av figurerna 2, 3, 4 och 5. Utvecklingen av makrotexturen (RRMS-värdet) framgår av figurerna 6 och 7. Enskilda mätvärden redovisas i bilaga 1.

(30)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

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

M akrote xtur ( m m ) Hjulspår Mellan hjulspår Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

Figur 2 Resultat av makrotexturmätning (RRMS) enligt

Laser-RST i augusti 2004. Riktningen mot Sveg.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 1 2 3 4 5 6 7 M akrote xtur ( m m ) Hjulspår Mellan hjulspår

Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

Laser-RST i augusti 2004. Riktningen mot Ljusdal.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Ma kr o tex tur, M P D (m m ) Hjulspår Mellan hjulspår Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

Figur 4 Resultat av makrotexturmätning (MPD) enligt

(31)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Mak rotex tu r, MPD (mm ) Hjulspår Mellan hjulspår Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

Laser-RST i augusti 2004. Riktningen mot Ljusdal.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2

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

Makro text u r RRM S (m m ) 2001 2002 2003 2004

Sträckor lagda i juni

Sträckor lagda i augusti

Figur 6 Utvecklingen av makrotextur (RRMS) 2001–2004.

Medelvärden från vägytan i hjulspår. Riktning mot Sveg.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2

Ma krot ext ur R R MS ( m m) 2001 2002 2003

2004 Sträckor lagda i juni

Figur 7 Utvecklingen av makrotextur (RRMS) 2001–2004.

Medelvärden för vägytan i hjulspår. Riktning mot Ljusdal.

Makrotexturen minskade mest första året beroende på inbäddningen av stenmaterialet i underlaget och dubbslitaget. En fortsatt reducering, men i mindre

(32)

omfattning, har skett de följande åren. Sträckorna som lades tidigt på säsongen har fortfarande efter tre års trafik något lägre textur än de som lades sent. Lägst textur av samtliga har sträcka 1 innehållande Nyspray. Makrotexturen är lägre i körbanan mot Ljusdal beroende på att de fullastade timmerbilarna går i denna riktning.

8.6 Medeltexturdjup enligt sandutfyllnadsmetoden

I Europastandarden för ytbehandling har EN 13036-1 blivit referensmetod för makrotextur. Metoden innebär i korthet att en känd volym finkornig sand (glaspärlor) packas och nedarbetas i beläggningsytan tills en cirkulär sandfläck i nivå med texturtopparna erhålls. Sandfläckens diameter bestäms varefter arean beräknas. Volymen dividerat med arean ger medeltexturdjupet (MTD).

Mätningen utfördes i riktningen mot Sveg dels i oktober 2001, dels i augusti 2004. Mätningen gjordes i körbanan mot Sveg och i höger respektive vänster hjulspår samt mellan hjulspår. På varje provsträcka utfördes texturmätningarna vid två sektioner. Resultaten framgår av figurerna 8 och 9. Vid mätningen 2001 användes sand istället för glaspärlor.

0 1 2 3 4 5 6

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

Medetexturdjup (mm)

Hjulspår Mellan hjulspår

Figur 8 Makrotexturen (MTD) enligt sandutfyllnadsmetoden.

Mätningen utfördes 2004 på vägbanan mot Sveg.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 Makrotextu r, MT D (mm) Hjulspår

M hjulspår Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti

Figur 9 Makrotextur (MTD) enligt sandutfyllnadsmetoden.

(33)

8.7 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST

Från RST-mätningen fås data om vägens spårdjup samt jämnhet uttryckt som IRI. Medelvärdena från mätningen i augusti 2004 framgår av figurerna 10 och 11. Utvecklingen i spårdjup mellan 2001 och 2004 framgår av figurerna 12, 13, 14 och 15. Enskilda mätvärden framgår av bilaga 1.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ma ximalt s pår djup (mm) Mot Sveg Mot Ljusdal

Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

Figur 10 Spårdjup enligt RST-mätning från 2004.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

IR I ( mm/ m) Mot Sveg Mot Ljusdal Lagda i juni 2001 Lagda i augusti 2001

(34)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

M a xima lt sp år dj up (mm) 2001 2002 2003 2004

Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti

Figur 12 Utvecklingen av spårdjup 2001–2004. Riktningen mot Sveg.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ma x im a lt sp ård jup ( m m ) 2001 2002 2003 2004

Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti

Figur 13 Utvecklingen av spårdjup 2001–2003. Riktningen mot Ljusdal.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

IRI (mm/m) 2001 2002 2003 2004

(35)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

IR I ( m m/m) 2001 2002 2003 2004

Figur 15 Utvecklingen av IRI 2001–2004. Riktningen mot Ljusdal.

Spårdjupen sommaren 2004 låg på 3–4 mm i körbanan mot Sveg och mellan 5,5–7,5 mm i körbanan mot Ljusdal. De fullastade timmerbilarna går i riktningen mot Ljusdal. Spårdjupet har inte ökat nämnvärt sedan den första mätningen utan snarare minskat något. Ytskrovligheten kan i detta sammanhang ha haft en inverkan på utvecklingen av spårdjupet.

Även jämnheten, IRI, påverkas av de förändringar som skett av makrotexturen med lägre (bättre) värden 2004 jämfört med 2001. Ytbehandlingarna utförda tidigt på säsongen uppvisar fortfarande lägre IRI-värden än de som lades sent på säsongen. Vägen har överlag bra jämnhet med IRI-värden mellan 0,9–1,4 mm/m för de olika sträckorna. Körbanan i riktningen mot Sveg har överlag något lägre IRI-värden än körbanan mot Ljusdal.

8.8 Sammanfattande

kommentarer

I tabeller 2 och 3 ges en sammanställning över besiktningar och mätresultat.

Tabell 2 Sammanställning över besiktningar (status) från 2001–2004.

Sträcka Släppor, utglesning och avskalning Svärtning Hösten 2001 Vintern 2001/2002 2003– 2004 Hösten 2001 Hösten 2002 2003 2004 Lagda i juni

1, Nyspray Ingen Någon Oföränd. Omfattande En del Ingen Ingen

2, Nypro Ingen Någon Oföränd. Omfattande Någon Ingen Ingen

3, BE65R, 330/430 Ingen Någon Oföränd. Omfattande En del Någon Ingen

4, BE65R, 160/220 Ingen Någon Oföränd. Omfattande Någon Ingen Ingen

Lagda i augusti

5, Nypro Ingen En del Oföränd. Någon Någon Ingen Ingen

6, Nyspray Ingen En del Oföränd. En del Någon Ingen Ingen

7, BE65R, 330/430 Ingen En del Oföränd. Någon Någon Ingen Ingen

8, BE65R, 160/220 En del Omfattande Överlagd Ingen Överlagd Överlagd Överlagd

(36)

Tabell 3 Sammanställning över mätdata efter drygt tre års trafik (2004). Sträcka Makrotextur, RRMS (mm) Spårbildning mm Jämnhet, IRI (mm/m) Spår Mellan Lagda i juni 1, Nyspray 0,7 1,2 5,8 0,9 2, Nypro 0,9 1,3 4,9 1,0 3, BE65R, 330/430 0,8 1,2 4,5 1,0 4, BE65R, 160/220 0,8 1,2 4,7 1,0 Lagda i augusti 5, Nypro 1,0 1,4 4,6 1,2 6, Nyspray 1,0 1,4 5,3 1,3 7, BE65R, 330/430 0,9 1,3 5,7 1,3 8, BE 65 R, 160/220 – – – –)

De tidigt lagda sträckorna har samtliga klarat sig mycket bra och inga skador med undantag för lokala isrivningsskador har observerats. Svärtningen av vägytan var till en början omfattande men har genom dubbslitaget försvunnet efter två vintrar. Mest svärtning av samtliga uppvisade sträckan med Nyspray. Eventuellt skulle bindemedelsmängden ha varit något lägre än receptets föreskrivna 2,7 kg/m². Sträckorna som lades tidigt på säsongen har erhållit lägre makrotextur än de som lades senare på året. Den inbäddningen av stenmaterialpartiklarna som skedde under första sommaren har haft en positiv betydelse för hållbarheten hos beläggningen och i hög grad påverkat vägbanans makrotextur och jämnhet under de första åren. Typen av emulsion verkar inte på längre sikt haft en så stor betydelse på ytbehandlingarna lagda tidigt på säsongen. Vid utförandet gick dock sträckan med Nyspray och tillsats av brytadditiv att sopa tidigare (snabbare brytning) än de andra sträckorna.

De sent lagda sträckorna klarade första vintern markant sämre än de som lades tidigt och framför allt isrivningen av vägbanan gav upphov till en hel del avskalning, släppor och stenlossning. Sträckorna med modifierad emulsion klarade sig betydligt bättre än referensen med konventionell emulsion. Beständighetsprovningen av borrkärnor tagna första hösten (2001) visade också att dessa sträckor hade sämre hållbarhet än de som lades tidigare på säsongen. Vidhäftning mellan stenmaterialet, bindemedlet och underliggande asfalt-beläggning var framför allt för sträcka 8 (konventionell emulsion) mycket dålig enligt labbtesterna. Detta bekräftades senare av de skador som redan på hösten började uppträda på sträcka 8 och sedan accelererade under vintern. Stensläppen på de andra sträckorna kan sannolikt tillskrivas isrivningen. Sträcka 8 fick på grund av skadorna läggas över under 2002. Ingen förnyad stenlossning kunde observeras efter den andra vintern utan beläggningen hade stabiliserat sig. En del lokal bindemedelsuppträngning konstaterades på sträckorna 5 och 6, vilket eventuellt kan bero på den höga bindemedelsgivan på 2,9 kg/m². Noterbart är att sträcka 7, innehållande mjukare bitumen än vad som normalt används, klarat den varma sommaren 2002 bra utan blödningar, trots den höga bindemedelsgivan och med tanke på det stora antalet tunga fordon på vägen.

Sammanfattningsvis visar resultaten från provvägen att modifierad emulsion i förhållande till konventionell har en mindre betydelse för hållbarheten hos ytbehandlingen när den läggs tidigt på säsongen men kan ha en stor betydelse vid

(37)

sent utförande på året. Det är den första vintern som främst är kritisk för stensläpp. Modifierade emulsioner kan medföra att ytan kan sopas tidigare efter utläggning och vältning. Provvägen visar också att andelen och typen av tung trafik har stor inverkan på makrotexturen hos en ytbehandling. Risken för svärtning ökar också vid större andel tunga fordon.

9 Väg 723, Heden–Färila

Provvägsförsöket utfördes den 21 juli 2004 på väg 723 mellan Heden och Färila. Hela objektet var 3 700 m långt varav prov- och referenssträckorna utgjorde 1 700 m. Vägbredden ligger mellan 5,5–6,5 m. Ordinarie ytbehandling var Y1B 8–16. Vädret var under utläggningen bra med lätt molnighet, uppehåll och en temperatur mellan 16–23°C. Typen av ytbehandling, mängd pågrus och bindemedel med mera redovisas i figur 16. Bilder och noteringar från utförandet (erhållna av Björn Carlqvist) redovisas i bilaga 2.

Mot Färila

Ã

Södra körfältet Norra körfältet 1708 m

Y1B 8-16 Y1B 8-16 Utfört 20/7, 15.00-21.00 Utfört 20/7, 15.00-21.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² 1408 m Y1B11-16 Y1B11-16 Utfört 21/7, 07.00-08.00 Utfört 21/7, 07.00-08.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 11-16 mm ca 11 l/m² Pågrus 11-16 mm ca 11 l/m² Avsandning Avsandning 1105 m Racked-in 11-16, 4-8 Racked-in 11-16, 4-8 Utfört 21/7, 09.00-10.00 Utfört 21/7, 09.00-10.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,5 kg/m² Pågrus 11-16 mm ca 9 l/m² Pågrus 11-16 mm ca 9 l/m² Pågrus 4-8 mm ca 5 l/m² Pågrus 4-8 mm ca 5 l/m² Avsandning Ingen avsandning

802 m Y1B 4-16 Y1B 4-16 Utfört 21/7, 11.00-12.00 Utfört 21/7, 11.00-12.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 4-16 mm ca 11 l/m² Pågrus 4-16 mm ca 11 l/m² Avsandning Avsandning 501 m Y1B 8-16 Y1B 8-16 Utfört 21/7 Utfört 21/7 Längd = 500 m Längd = 500 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² 0 m Ä Ljusdal

(38)

9.1 Bindemedel och stenmaterial

Emulsionen utgjordes av BE65R 160/220. Kvalitetskontrollen av emulsionen och stenmaterialet (entreprenörens kvalitetskontroll) framgår av bilaga 3. Emulsionen uppfyllde kraven i ATB VÄG. Fördelningen mellan fraktionerna i stenmaterialet fraktion 4–16 mm var ca 40 % 4–8 mm, ca 30 % 8–11 mm och ca 30 % 11–16 mm. I fraktionen 8–16 mm var fördelningen ca 40 % 8–11 mm och 60 % 11–16 mm. Stenmaterialet bestod av bergkross. Två typer av stenmaterial förekommer på provvägen. Flisighetsindex, kulkvarnsvärde och Los Angeles-tal är okänt.

9.2 Makrotextur enligt Laser-RST

9.2.1 Texturmåtten RRMS och MPD

En RST-mätning utfördes den 16 augusti 2004. Makrotexturen (medelvärden) framgår av framgår av figurerna 17 och 18. Enskilda mätvärden redovisas i bilaga 4. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16

M a krot extu r (mm) Mot Färila Mot Ljusdal

Laser-RST i augusti 2004. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Ma krotex tur, MPD (mm) Mot Färila Mot Ljusdal

(39)

9.3 Medeltexturdjup enligt sandutfyllnadsmetoden

Mätningen utfördes i båda riktningarna i augusti och september 2004. På varje provsträcka utfördes texturmätningarna vid två sektioner. Resultaten framgår av figurerna 19 och 20. Vid mätningen användes glaspärlor.

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked in 11-16 & 4-8 Y1B 11-16 Y1B 8-16

MTD (mm)

Hjulspår M hjulspår

Mätningen utfördes i augusti 2004.

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Y1B 4-16 Racked in 11-16 & 4-8 Y1B 11-16 Y1B 8-16

MTD (mm)

Hjulspår M hjulspår

(40)

9.4 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST

Medelvärdena från mätningen i augusti 2004 framgår av figurerna 21 och 22. Enskilda mätvärden framgår av bilaga 4.

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ma xim alt spå rdj u p (mm ) Mot Färila Mot Ljusdal

Figur 21 Spårdjup enligt RST-mätning från augusti 2004.

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

IR

I (mm/m

)

Mot Färila Mot Ljusdal

Figur 22 IRI enligt RST-mätning från augusti 2004.

9.5 Okulär besiktning av provsträckorna

9.5.1 Besiktning 2004

¾ Y1B 8–16, homogen

¾ Y1B 11–16, grov, homogen, någon stenlossning mellan spår, fraktionen 11–16 kom från en annan täkt än ordinarie ytbehandling (Y1B 8–16)

¾ Racked-in 11–16 och 4–8, något inhomogen, fraktionen 11–16 kom från en annan täkt än ordinarie ytbehandling (Y1B 8–16)

(41)

Bild 22 Y1B 8–16, november 2004.

Bild 23 Y1B 11–16, november 2004.

(42)

Bild 25 Y1B 4-16, november 2004.

9.6 Nötnings- och vidhäftningsegenskaper enligt

modifie-rad Prall

Undersökningarna i Prall utfördes enligt en modifiering av den standardmetod som normalt används för slitagestudier av asfaltprov. Skillnaderna ligger främst i konditioneringen av proven (två varianter) och en skonsammare nötning genom lägre slagfrekvens. Totalt undersöktes 3 st. provkroppar per provsträcka och per konditioneringsförfarande. Syftet var att studera slitstyrkan vid skonsammare konditionering och beständigheten vid strängare konditionering.

Borrkärnorna togs upp i september 2004. Innan provningen sågades de till ca 30 mm höjd.

9.6.1 Metodbeskrivning av modifierad Prall

x Stålkulor (40 st)

x Provningstemperatur, +5°C x Varvtal 900 varv/min

x Körtid 7,5 min (2,5+2,5+2,5 min)

x Slitaget redovisas genom bortnött mängd material eller lossnade partiklar.

Bild 26 VTI:s Prallutrustning.

Bortnött mängd material efter varje slitageperiod på 2,5 min vägdes. Eftersom ytbehandlingslagret är relativt tunt får inte underliggande beläggning påverka

(43)

resultatet. Utöver nötningsvärdet är okulär besiktning kompletterad med foton nödvändigt för att dokumentera nedkrossningen av ytbehandlingen. Om stenar lossnar eller om stenlagret blir genomslitet måste detta noteras och tas med vid utvärderingen.

Konditioneringsförfarande 1 (vattenlagring, skonsam konditionering)

Proverna vattenlagrades i ca 24 timmar vid +5°C innan de nöttes i Prall-utrustningen. Mellan varje nötningsperiod tempererades proverna i vattenbadet vid +5°C.

Konditioneringsförfarande 2 (salt + frys-tö, vinterkonditionering)

Konditioneringen vid detta förfarande syftade till att simulera den påkänning som en ytbehandling utsätts för under vintern. Proverna lagras i vatten, saltlösning och utsätts för frys-töväxlingar. Konditioneringen går till enligt följande:

1. Vakuummättning i mättad NaCl-lösning, 3 timmar vid 6,7 kPa 2. Lagring i mättad NaCl-lösning, 2 dygn vid +40°C

3. Vakuummättning i avjoniserat vatten, 3 timmar vid 6,7 kPa 4. Lagring i avjoniserat vatten, 2 dygn vid +40°C

5. 7 frys/töcykler i klimatskåp, temperaturväxlingar -20/+20°C 6. Lagring i avjoniserat vatten, 3–4 dygn vid +5°C

7. Körning i Prall.

Resultat – konditioneringsförfarande 1 (skonsam)

Tabell 4 Bortslitet material efter testning i Prall. Skonsam konditionering. Sträcka Bortnött (g) 2,5 min Bortnött (g) 5,0 min Bortnött (g) 7,5 min Stensläpp (g) Y1B 8–16 23,2 46,3 63,9 0,5 Y1B 11–16 25,1 54,5 83,4 9,6 Racked-in 25,8 56,4 83,8 7,8 Y1B 4–16 36,0 64,0 83,4 2,1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

2,5 min 5 min 7,5 min

A v nö tn in g (g ) Y1B 8-16 Y1B 11-16 Racked-in Y1B 4-16

(44)

Y1B 8-16 Y1B 11-16

Racked-in Y1B 4-16

(45)

Y1B 8-16 Y1B 11-16

Racked-in Y1B 4-16

Bild 28 Exempel på provkroppar efter test i Prall (3*2,5 min). Ytbehandlingen

är i stort sett bortsliten.

Eftersom de flesta proverna slets ned nästan fullständigt efter 7,5 min görs utvärderingen efter 5 min. Bäst av sträckorna klarade sig Y1B 8–16 och sämst Y1B 4–16. Skillnaden beror på att Y1B 8–16 innehåller större andel grövre stenmaterial än Y1B 4–16. Det båda beläggningar bestod i samtliga fraktioner av material från samma täkt. Skillnaderna mellan Racked-in och Y1B 11–16 var liten trots att halten grövre stenmaterial är större i Y1B 11–16. I dessa fall kom fraktion 11–16 från en annan täkt med troligen något sämre kulkvarnsvärde. Det förklarar sannolikt att både Y1B 11–16 och Racked-in fick ett större slitage än Y1B 8–16.

Det kan nämnas att vid tidigare provningar Y1B 11–16 med porfyr efter 5 minuter slitage i Prall erhöll 10–15 g bortnött material jämfört med 45–65 g bortnött material i denna test.

(46)

Konditioneringsförfarande 2 (vinterkonditionering) resultat

Tabell 5 Bortslitet material efter testning i Prall. Sträng konditionering. Bortnött (g) Bortnött (g) Bortnött (g) Stensläpp (g) Sträcka

2,5 min 5,0 min 7,5 min

Y1B 8-16 27,0 49,2 68,4 1,9 Y1B 11-16 23,3 50,2 69,5 6,4 Racked-in 43,6 77,0 106,9 20,1 Y1B 4-16 33,8 57,4 76,7 3,6 0 20 40 60 80 100 120

2,5 min 5 min 7,5 min

Avnöt ning (g ) Y1B 8-16 Y1B 11-16 Racked-in Y1B 4-16

(47)

Y1B 8-16 Y1B 11-16

Racked-in Y1B 4-16

Bild 29 Exempel på provkroppar efter testning 2*2,5 min i Prall.

Efter sträng konditionering uppvisade proverna med Racked-in större slitage och stenlossning jämfört med skonsam konditionering. För övriga prov var inte skillnaden så stor. Noterbart är att proven från de relativt nylagda ytbehand-lingarna inte erhöll större skillnad mellan de båda konditioneringsförfarandena. Vid testning av borrkärnor från sträckorna lagda i slutet av augusti 2001 vid väg 84, Kasteln–Laforsen, erhölls betydligt mer stenlossning vid Prall-provningen än i detta fall (även vid skonsam konditionering, stenlossning förekom sedan även på vägen). Beständigheten verkar sålunda bra för provsträckorna på väg 723, Heden– Färila (Racked-in dock något sämre).

Resultaten från Prallundersökningarna är lovande och visar att slitage-egenskaperna och vattenkänsligheten hos ytbehandling kan mätas genom labbprovning av borrkärnor. Lämpligt varvtalet för slitagestudier bör dock undersökas vidare. Ett lägre varvtal (kanske 750 varv/min) än det som använts i denna undersökning (900 varv/min) ger lägre nötning men även mindre stenlossning. Antalet slitageperioder eller dess längd kan då utökas så att stenmaterialet nöts ned ordentligt, dock utan att släppa från underlaget eller bli helt nedslitet. Vid standardprovning av slitstyrkan är det viktigt att provningen