I notat 74-1997
ndersökning av skador på CBÖ-sträcka äg 55, delen Litslena-Örsundsbro
Författare Bengt-Åke Hultqvist
Programområde Konstruktion och Byggande (KB)
Projektnummer 60078
Uppdragsgivare ägverket Region Mälardalen
Distribution ri
Väg- och transport-forskningsinstitutet
VTI notat 74-1997
Undersökning av skador på CBÖ-sträcka
Väg 55, delen Litslena-Örsundsbro
Författare
Bengt-Åke Hultqvist
Programområde
Konstruktion och Byggande (KB)
Projektnummer
60078
Uppdragsgivare
Vägverket Region Mälardalen
Distribution
Fri
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
Sammanfattning 1 Bakgrund 2 Vägens uppbyggnad 3. Platsblandad CG 3.1 Förprovning 3.2 Utförande 3.3 Kontroll 4 Asfaltbindlager 5 Skador 6 Provtagning 7 Analys av materialprov7.1 CG-lager
7.2 Bindlager av asfalt ABT22
8 Slutsatser av skadeundersökningen
9 Förslag till förstärkningsåtgärd
9.1 Selektiv åtgärd
9.2 Generell åtgärd
9.3 Slitlager
BHagor VTI notat 74-1997SIDA
OG O O O O OO N N N C D CD C D C D -I ÄL -ÄwwSammanfattning
Under oktober 1996 utfördes platsblandad CG på en 1700 m lång delsträcka på väg 55 norr om Litslena kyrka vid Enköping. Det platsblandade CG-lagret utfördes av en finsk entreprenör, Lemminkäinen OY, som var underentreprenör åt Vägverket Produktion. Bindlagret av asfalt lades av Vägverket Produktion en vecka efter CG-lagrets utförande. Därefter släpptes trafik på delsträckan. Asfaltslitlagret av ABS 16 skulle utföras våren 1997. Under vintern 1996/1997 upptäcktes skador i asfaltbindlagret.
Skadorna bestod av längsgående sprickor i hjulspår. På några platser hade beläggningen krackelerat. Ofta var skadorna lokaliserade till en längsgående beläggningsskarv som låg i höger hjulspår. En oskadad tvärsektion valdes ut för provtagning av CG- och asfaltbindlager. Inga hela borrkärnor kunde tagas upp från CG-lagret. Vid borrningen smulades CG-materialet varvid finmaterialet spolades upp till ytan och kvar i borrhålet fanns det grövre stenmaterialet som var urtvättat och saknade finmaterial och cementpasta. En större provbit kunde dock tagas upp från CG-lagret. Vid inspektion av provbiten kunde man iakttaga ett 20-30 mm tjockt skikt närmast ytan som verkade ha sämre bindning än underliggande material. Stenar kunde lätt plockas bort för hand och bindningen var onormalt låg.
Materialprov från CG-lager och asfaltbindlager sändes för analys till CBI respektive VTI. Den huvudsakliga skadeorsaken bedömdes vara dålig bindning och låg hållfasthet i CG-lagret vilket hade påverkat överliggande asfaltbindlager som ej hade klarat de ökade belastningspåkänningarna. Övriga orsaker var dålig vidhäftning mellan CG och asfaltbindlager samt separationer i asfaltbindlagret.
En förhållandevis låg cementhalt användes i CG-receptet vilket påverkade hållfastheten i det färdiga CG-lagret. En låg cementhalt ger också en långsam härdning speciellt vid låg temperatur. Vid analys av tunnslip påträffades en stor mängd ohydratiserade cementklinkerkorn. Detta indikerar på att inte tillräckligt med vatten hade funnits närvarande för att hydratisera cementet. Dessutom visade analysen på hög halt glimmer i ballasten.
Ingen rengöring och klistring gjordes mellan CG och asfaltbindlagret. Detta förklarar den låga vidhäftningen mellan lagren. Vid inspektion noterades separationer och vältsprickor i asfaltbindlagret. En längsgående skarv och längsgående beläggningsseparation med läge i höger hjulspår hade troligen försvagat och påskyndat skadorna i asfaltbindlagret.
Undersökningen visade att CG-lagret ej hade uppnått erforderlig hållfasthet. Detta medförde att vägen måste förstärkas för att klara aktuell trafik. För att kunna bedöma förstärkningsbehovet gjordes en tillståndsmätning av vägens bärighet med hjälp av fallvikt. Ett förslag togs fram till förstärkningsåtgärd.
1 Bakgrund
Under oktober 1996 utfördes platsblandad CG på en 1700 rn lång delsträcka på väg 55 norr om Litslena kyrka. Sträckan som utgör en del av vägombyggnaden på delen Litslena-Örsundsbro är byggd som 13-meters väg. Det platsblandade CG-lagret utfördes av en finsk entreprenör, Lemminkäinen OY, som var underentreprenör åt Vägverket Produktion. Bindlagret av asfalt lades av Vägverket Produktion en vecka efter CG-lagrets utförande. Därefter släpptes trafik på delsträckan. Asfaltslitlagret av ABS 16 skulle utföras våren 1997. Under vintern 1996/1997 upptäcktes skador i form av sprickor i asfaltbindlagret.
2 Vägens uppbyggnad
Vägen är dimensionerad och uppbyggd som en Cementbitumenöverbyggnad, CBÖ, för trafikklass 5 i VÄG 94. CBÖ-konstruktionen består av 80 mm obundet bärlagergrus och 240 min bundet bärlager av CG. Därpå ligger ett 50 mm tjockt asfaltbindlager och 40 mm asfaltslitlager. Underbyggnaden består av 1000 mm tjock lätt bergbank som ligger på varierande undergrund. Mellan underbyggnad och undergrund ligger en fiberduk.
'
40 mm slitlagerABS 16 (våren -97)
.så 50 mm bindlager ABT 22 _.;fi 240 mm platsblandad CG "T 80 mm krossat bärlagergrusx.. C1 9 .'2 a... _ .N "... _ __'Ix . . . . n, 4
;5 ...i i i 'Chill 1 Ja' N. 21"* V * k _',t (Erik
. . s.§53 9:291 60.229; 90:-,:<5_;0,_;39;Q;:_._(_§_: . n g _-, ,a . , _: _ i .n _ . . . ,. +1 . -», I 4 ' -'J J. 4 I. ,. ' . . 4 ' . ' e .. ' '2 < ' ' T 7-'. u. .\ .K 2_ . . .V 1 _ I. .1 Q ca Q -'2 53 .8 23 ? O b o e O (1 b I i 4 . . D ' -' . -*0 0-' V i ' : ; . r * '-V 'Xp ' ...4 o . _. ht., ,-4. ,' .__._ __. . 2 0 . ' O. :h a .'O :i 'lf§§^5wz'§i-:léf'91;': " :ärzc'o:592.5e5§§^5ø59::5w19§2 . .iQ-?9.1Qiå'ñiåo-JFQÄ ?239:- ?E°»3..1§.?9:«1-9$?°.- '-?95?2959:33 2 i :-" 955'ch:Säfriw1så?din2390:3399áiâ'äicá193395933;j :MD-0527.' [fb-:öäö:mL-Ãö:m251§räv3§7018 .. 1000 mm latt bergbank
' 1.829522: 26°;3-i?3'.9<' 21?311?oi52<>2;?15691269ê3e:äzii
1:;:95957-59: :610 " 'g'xg'ca :gå-1:1223Qj5w::sj-1:? -' 'gyá'gp. gb .0. 8., 0 G .3. G G 0 O 0, . i'- . ' v . .8 --._ , ..._ b 'c ,D ....,
?Sif
-?20
3913
651
2:-:
(ä 0 (i 5 91.0 (i 0 .. . _ . .' . n »' . . 1 . . . -, ' o . ' . ; . ., _ z fw. 1073:0, :9:90 3' .8geo, :93.06'8 :_< 'i ' .ö.-..593591395?359.1G3-Äiäåiégêigåi: 0G.
b; (3 Ö *U.0. . i ' "'v ' .03 691 323 '[92
39;
0 c:) '- 016:...?"2694:eg-§42;
0,_o« '
G
:ga-:wa:espresso
?2520:328
Q ' co Q 0 <3 00 0_ .' i' -. 'U _0 ^:"
[6'
53l...
lo
Fiberduk Varierande undergrund VTI notat 74-1997 33. Platsblandad CG
3.1 Förprovning
Förprovning av CG-recept gjordes av Lemminkäinen i Finland. Tre olika blandningar gjordes med olika cementhalt, 3,0 %, 3,35 % och 3,7 %. Provkroppar ø150 mm instampades med hjälp av Kango-hammare. Provkropparna härdades i 3 och 7 dygn före tryckhållfasthetsprovning. Härdningen utfördes i två temperatur, både +100 C och +200 C. Tryckhällfastheten på laboratorietillverkade provkroppar var efter 7 dygn mellan 11,2 MPa och 14,3 MPa.
Dessa hållfasthetsvärden ska ej förväxlas med det krav på hållfasthet som ställs i VÄG 94 på upptagna borrkärnor från vägen. På grund av lägre packningsgrad på vägen är hållfastheten för upptagna borrkärnor alltid lägre än för laboratorietillverkade provkroppar med samma materialsammansättning. Detta måste tas hänsyn till vid förprovningen.
Från förprovningen valdes, på rekommendation av Lemminkäinen, blandningen med cementhalt 3,35 % vilket är lägre än vad som anges i de finska föreskrifterna (minst 3,5 % cement i verkblandad CG och minst 4,5 % i platsblandad CG). I BYA 84 fanns liknande krav på att cementkvoten skulle vara minst 4 %. Minimihalterna används för att säkerställa en god beständighet. I VÄG 94 finns inga krav på cementhalten.
Förprovning och förslag till recept finns i bilaga 1.
3.2 Utförande
CG-lagret utfördes genom platsblandning av helkrossat bärlagermaterial och påförd cement. På bärlagermaterialet som hade tjockleken 300 mm spreds cement. Med hjälp av en fräsmaskin, typ Caterpillar RR-250, blandades cement och bärlagermaterial samtidigt som vatten tillsattes. Mängden cement och vatten var anpassad för att binda 240 mm av bärlagret. Efter inblandningen vältades lagret med en oscillerande vält, typ Hamm. Därefter finjusterades ytan till rätt nivå och lagret slutpackades av ytterligare en vält. Den färdiga ytan vattenhärdades under 5 dygn.
3.3 Kontroll
Under utförandet gjordes regelbunden kontroll av cementmängd, fukthalt och densitet samt mätning av lagrets jämnhet. Härdningsförloppet kontrollerades under 10 dygn med kontinuerlig temperaturmätning från en givare som monterades i CG-lagret. Efter tre veckor skulle borrkärnor tas upp för kontroll av lagertjocklek och tryckhållfasthet enligt VÄG 94. Inga hela borrkärnor kunde dock tas upp från vägen. Istället togs större provbitar upp från fyra utvalda platser på vägren. Från dessa togs senare borrkärnor
(ølOO mm) ut på laboratoriet. CG-lagrets tjocklek varierade något men var i genomsnitt 260 mm. Tryckhållfastheten var ca 9 Mpa. Före provningen hade provkropparna lagrats på laboratoriet ca 5 dygn.
4 Asfaltbindlager
Efter 6 dagar lades ett ca 50 mm tjockt asfaltbindlager av ABT 22. Det underliggande CG-lagret hade löst ej bundet material på ytan. Man bedömde att ingen klistring behövdes mellan CG- och asfaltbindlager. På vissa platser gled bindlagret vid vältning och vältsprickor bildades i bindlagret. Provtagning av
bindlagret visade på godkänt resultat enligt VÄG 94.
5 Skador
Vintern 1996/1997 upptäcktes skador i asfaltbindlagret. Skadorna bestod av längsgående sprickor i hjulspår. På några platser hade beläggningen krackelerat. Ofta var skadorna lokaliserade till en längsgående beläggningsskarv som låg i höger hjulspår. I anslutning till beläggningsskarven syntes en separerad längsgående yta i utkanten av beläggningsdraget troligen orsakad från en
breddökning p asfaltläggaren. _
Bild 2. Skador, längsgående Skarv OChseparátionsyta i höger hjulspår.
6 Provtagning
För att undersöka CG- och asfaltbindlager valdes i södergående körriktning en oskadad tvärsektion för provtagning. I sektion 8/838 borrades 6 borrkärnor ø150 mm genom asfaltbindlagret. Borrkärnorna togs i vägmitt (Vm), vänster hjulspår (th), mellan hjulspår (th), höger hjulspår (th), vägkant (Vk) och vägren (Vr). Vid borrningen släppte bindlagret från underliggande CG. Samtliga trafikerade borrkärnor (Vm, th, th, th) hade löst obundet material i överkant på CG-lagret. Längre ner, ca 20-30 mm var materialet bundet. För borrkärnorna på Vk och Vr var CG-materialet bundet ända upp till ytan. I ett borrhål (th) fortsatte borrningen ner i CG-lagret. CG materialet smulades dock sönder och borrningen avbröts. I de två borrhål (Vk, Vr) där CG-materialet var bundet ända upp till ytan fortsatte borrningen ner i CG-lagret med ett ølOO mm borr. Även där smulades CG-materialet. Cement och finmaterial spolades upp till ytan av borrens kylvatten och kvar i borrhålet fanns det grövre stenmaterialet som var urtvättat och saknade finmaterial och cementpasta. Inga hela borrkärnor kunde tas från CG-lagret. Borrkärnorna från asfaltbindlagret har analyserats på VTI:s lab (se 7.2).
I en skadad tvärsektion (8/464) i södergäende körriktning togs en större provbit upp i höger hjulspår. Provbiten delade sig och gick ej att få upp hel. Ytterligare en provbit togs upp i vägren (se bild 3). Denna kunde tas upp med endast mindre skador. Vid inspektion av provbiten kan man iakttaga ett 20-30 mm tjockt skikt i ytan som verkar ha sämre bindning än underliggande material. Även i underliggande CG kan stenar plockas loss för hand och bindningen verkar onormalt låg. Cementpasta kan lätt skrapas bort från enskilda stenar. En sammanhängande del av CG-lagret sändes till CBI för materialanalys (se
Bild 3. Upptagenprovbitfrån CG-lagret
7 Analys av materialprov
7.1 CG-Iager
Undersökningen har utförts på en upptagen provbit, ca 300x180x160 mm. Provet har analyserats med avseende på cementhalt, glimmerhalt och CG-struktur på tunnslip.
Undersökningen från CBI finns i bilaga 2. Cementhalt:
Vid analys av två prov blev medelvärdet för cementhalten 4,3 vikt% vilket motsvarar ca 95 kg/m. Vid jämförelse med det använda CG-receptet med cementhalt 3,3 vikt% verkar detta något högt. Det är dock ej omöjligt att lokala variationer förekommer i platsblandad CG.
Glimmerhalt:
Analysen gav en glimmerhalt av ca 10-15% av cementpastans volym. Normal halt är ca 3-5 % och halten bör vara mindre än ca 10 %.
Analys av tunnslip:
Analysen visade på riklig förekomst av ohydratiserade cementkorn, speciellt Alit. Detta indikerar på att inte tillräckligt med vatten har funnits närvarande för att hydratisera cementet. Ohydratiserade cement-klinkerkorn utgör ca 60% av cementpastan vilket medför dålig bindning.
7.2 Bindlager av asfalt ABT22
Från bindlagret togs 6 borrkärnor ø150. Dessa har analyserats med avseende på hålrumshalt, bindemedelshalt och kornkurva
Vm th th th Vk
Vr
Bindemedelshalt % 5,0 5,0 4,8 4,6 4,6 5,5 Hålrumshalt % 3,4 2,4 2,9 5,9 3,0 1,4
Av de analyserade proven avviker två (th och Vk) från kraven i VÄG 94 med avseende på bindemedelshalt. Ett prov (Vr) har låg hålrumshalt. Ett prov (th) har hög hålrumshalt. Provet i höger hjulspår (th), som är taget i en lägsgående separerad yta, uppvisar låg bindemedelshalt och högt hålrum. Detta bör ha påverkat beläggningens hållbarhet och vattengenomtränglighet i höger hjulspår. I bilaga 3 visas arbetsrecept och analysresultat.
Tre av borrkärnorna har också undersökts med avseende på permeabilitet (vattengenomtränglighet). Prov K (nVs) th 2,50 E-6 th 8,21 E-8 th 2,74 E-9 VTI notat 74- 1 997 7
Resultaten visar att hög hålrumshalt medför stor permeabilitet. Störst permeabilitet har borrkärnan från höger hjulspår (th). Eftersom metoden är ny i
Sverige saknas dock erfarenhet för att sätta upp gränser för acceptabla värden.
8 Slutsatser av skadeundersökningen
Den huvudsakliga skadeorsaken bedöms vara dålig bindning och låg styvhet i CG-lagret vilket har påverkat överliggande asfaltbindlager som ej har klarat de ökade belastningspåkänningarna. Övriga orsaker är dålig vidhäftning mellan CG och asfaltbindlager och separationer i asfaltbindlagret.
1. Dålig bindning i CG-lagret:
En förhållandevis låg cementhalt har använts i CG-receptet vilket påverkar hållfastheten i det färdiga CG-lagret. En låg cementhalt ger också en långsam härdning speciellt vid låga temperaturer. Vid analys av tunnslip har en stor mängd ohydratiserade cement-klinkerkorn påträffats. Detta indikerar på att inte tillräckligt med vatten har funnits närvarande för att hydratisera cementet. Dessutom visar analysen på hög halt glimmer i ballasten. Samtliga ovan nämnda parametrar försämrar bindningen i CG-lagret.
2. Dålig vidhäftning mellan CG och asfaltbindlager:
På den färdiga CG-ytan fanns löst ej bundet material. Ingen rengöring och klistring gjordes mellan CG och asfaltbindlager. Detta förklarar den låga vidhäftningen mellan lagren.
3. Separationer i asfaltbindlager:
Vid inspektion noterades separationer och vältsprickor i asfaltbindlagret. En längsgående skarv och längsgående beläggningsseparation med läge i höger hjulspår har troligen försvagat och påskyndat skadorna i asfaltbindlagret. Med ett intakt CG-lager borde dock skadorna varit betydligt mindre i asfaltbindlagret.
9 Förslag till förstärkningsåtgärd
Undersökningen visade att CG-lagret ej hade uppnått erforderlig hållfasthet. Detta medför att vägen måste förstärkas för att klara aktuell trafik. För att kunna bedöma förstärkningsbehovet gjordes en tillståndsbedömning av vägens bärighet. Vägens styvhet bestämdes med hjälp av Fallvikt varvid de olika lagrens materialparametrar kunde beräknas. Med utgångspunkt från beräknade materialparametrar och angivna lagertjocklekar föreslår vi nedanstående förstärkningsåtgärder. Förslaget gäller under förutsättning att den dimensionerande trafikmängden är 5,0 MSa (miljoner standard axlar).
9.1 Selektiv åtgärd
För de ytor där bindlagret är sprucket och krackelerat fräses bindlagret bort och lagas med likvärdig asfaltmassa ABT22. Enskilda sprickor lagas eller tätas så att bindlagret får likvärdig standard över hela vägavsnittet.
9.2 Generell åtgärd
För att förstärka konstruktionen läggs ett extra asfaltlager ca 35 mm Över hela ytan. Detta lager ska vara både tätt och stabilt. Vi föreslår en stabil asfaltmassa typ ABT16. För att få denna stabil krävs bindemedel B85, helkrossat stenrnaterial, möjligen också sänkning av bindemedelshalten.
9.3 Slitlager
Överst läggs Slitlager 40 mm ABS l 6 enligt bygghandlingar.
un i ' n g Oy
'B'I Uö/UZ 15:43 FAÅ UööZDböHö GEMENIA än
'96 ng/_z_0___10_; aa _ *8017155115 VAGV'ERKET PD Bilaga 1
mat:
II :m
LEMHINKEINEN m5 - 5944517155115
Sid 1(5)
mmmxåm-:N
-
-
...
L Farslénlsr ' 1
510253141 BISB
PRDPORTIONERINGSPROV FÖR GEMENTBUNDET GRUS
Fartsätming på pmporñnneringpmv sam rappørterats. 15-8-1 995 i nappart 5102931395196
Bakgrund:
I det tidigare pmpufdarleringsprovat hade något felaktiga' resultat erhållits pga att ;immaterialet som üllsändes Lemminkâinen var för grovt (Idre represenmtivtl _ Därför önskade Vägverket att en ny prnpprünneringsserie skulle göras där:
_ representativt stanmEtarial - EverlSk cement - lägre :emma-»alter _ lägre härdningstsrnperatur prövades. -Prem-:ing gällervägavsn'rtt: Väg 55
näs-ua - Ölsundabrn
Örebro, Sverige VägverketRegina Ost
Beställare: Krav på cementbundat grus:Väg 94. punkt 7.3
Tryckhållfasthat: 5.5 MP5 (riktvärde) Knmkurva: Väg 94. punkt ?_32 Materialprau:
4 säckar grus 042 mm [ca 120 kg) sändes till Lemminkåinens Gammllaboratorium i slutet av augusti 1998 av Vägverket. Lemmlnkäirlan skaft-ade -cement från Sverige_ (Standardmrnant P. Gementa AE)
Elda:am' Zum klä EFñi'BSEIÅ Så> BS '-mins]"1 'r*1
'97 06/02 16:43 FAX 086256898 CEMENTA HK
'96 09/20 10:33 _ '3117135115 _ ,_ . _VAGVERKET PD Bilaga] 22/29/95 11:32 Lamme LFlB' - ass-3445171551123 Sid 2(5)
L Forsténlsr 20.55! gås
Pmuningáörfarande:
De tre gruspruvarna blandades tillsammans och fördelades i pdl'üdner_ Kbmkurvan (bilaga 1) besiârndaa.
Stanrnatariales slktkuwa ligger inom Väg §4 (7.3.2.3 riktnm'råde. Stenñalenalel är
nágb'l Enare än det tidigare stannateriEIEt och matsvarar rätt bra de Malitelsbrav som Vägverket Lrlfñrl.
Stenmatm'ialets optimiuaüenhalt bestämdes enligt linle praxis med hjälp av [GT-lastar (stanñzkliun 0-15 mm). Optimivalia'lhallan befanns vara ca 5.3 96-Följande pmuraaapt pmvadas
.A
'1
2
3
4
Grus 0-32 mm. 1 00 1 DD 10D 1DD Cement 3,0 3. 35 3.35 3,7 Vatten '5% 5.3 5.3 5.3 5,3 Hårdnlngstsrnperalur +1 U'C *1 (FC +zu°c +1G°G
Massoma blandades (30 s torr blandning 4- 3 min våt blandning) dch pmvkmppar. B 15:: mm. inalarnpades med hjälp av Känga-hammare.
Prbuhdpparna hårdadas 13 och 7 dygn före tydchållfasthetsprovning och densitesmåtning. Härdnlngan utfärdas i båda +1D'C bbh +20°C Emperahu anlin Vägverkets änskan. Pruufärñarandat är mbdiñerat ur de ñnska füraskriñema får ment- ash biturnenstabilisering (Finska Vägverket. Sen'lenlüstabildinti 1592 den BRUmistBhiluinti 2521354). 50 4 Pl 'l nh 'n pD y
'97 06/02
§5
:m m m m En CEMENTA HR VMEERKEIIM LEmmmaINEN Lag -3 39944517155115 16 43 FAX 086256898 :95 09/20 10:37 150171§§;;§' 9/95 11:52 L_an§énkn28-9.1985
Bilaga 1 Sid 3(5)Av varje massa gjardes fyra nmvkrappar, av vilka 2 st testades eñer 3 dygn: hamn-ling :1:11 2 51 efter 7 dygns härdning_
Faljande resultat erhölls:
5
s
7 _
8
Grus 43.32
mn
1'00
104:.
mn
Cement 3 3.35 3.35 3.7
Vabn 5,3 5.3 5.3 5.3
Hårdnin'gstemparatur +10°G +1U"C +20°C +10°C
Densitet kgjrn'5
a=2455
:2422
a=z41s
:2442
3 d
:2393
8:241?
b=2418
b=2445
m 2424 2420 2419 2444
Tryckhállfashet MPa a=1o.4
a=9.7
:12.8
a=11.4
3 d b=9.0 b=11,1 b=11,5 ' b=11.3 rnu 9.7 10.4 12.1 11.4
Densitet arg/m3
;1:24.54
2:24:55
3:24.42
a=24sa
7 d
8:244;
b=2453
13:24:57
8:2455
mv
2453
2454
2450
2458
Trydd'iållfasthet MPa a=11,3 . a=11.E
a=14.1
a=14,0
7 d
b=11.D
b=1?_,2 [ b=14,5
b=13.9
: m ?t hi ng 01 FAÅ U ä 5 2 5 U 8 9 S GEMENIA 11h
in
L Farsténlsr. 10:37 mållñåliü _______VAGVERKET PD Bilaga 1 11:88 LBWINKEINEN LFIB e E9944617155115 Sld 4(5)
2533995
4
KDHKLUSIONER OCH FÖRSLAG
Tyckhåiifasületen hos de pruvada massoma blev högre än kravet i Väg 54-Provseriens resultat är logiska. Högre Gementrnängd ger högre håiifasthet. Högre temperatur ger högre hålifasihei.
De gods hållfasthetsvärdena uppnås pga gud komkurva. sam ger en massa som låter sig väl packas. Dessutam fås ailtid något högre håilfastheieri laboratoriet än i fält
Ur pravaenen kan man lätt dra den slutsatsen att camenihalten ytadigare kan sänkas- Lemmirikäinens erfarenhet vamar för låg cementhalt Låg carne-ninait kan låii fñmrsaka dålig bindning ifall inharnageniiei förekommer (Inhømogeniiei fdreknrnmer alltid i någun utsträcia'ling) :ch dålig bindning är värre än lätt sprinkbildning som kan fås vid für höga aernadhalter.
På basen av dessa firsök föreslås att cememhundna gruset framställs med en cemenü'lalt på 3.3 - 3,4 '56 samtidigt som ett tryckhåiifasthatsrilmlärde på 10-11 MPa gndkánns. LEMMINIWNEN OY Centrallabøramriet
/,
Lars Forstén falsknhgsdiraktür tBL 358-0870 4907 fax 3584-870 491 5Tester utförda 31:. M Mnilanen, J Junnilainen
Kumkunra
'97 06/02 18:43 FAX 088256898 CEMENTA HR
. - - g '95 'WW 1 = 3.3 . 'Boulöåäâ .
_ 22/95/95
11:32
LEMMIMCEINEN Lma - 5994451715115
VAGVERKET rn
Sid 5(5)
Bflaga 1
_
NHEENKDETUESELOETE
ina
'
QEMSMS
ål W KMNHESNÃYTE ' Päivän 5:55.55
Wlan: :- W _ I I
kaimuksen ülaaja LuvlpuLuxsmKö
Onuaika
DZJJSJE
Työn maaja Nåyüaen onaja MIKRO MOILANEH
Työma MAABETOH! HUOTSI Tyümaan nu 11253 Työkuhde 51021419195
'ramennus .MTKDA NÖLLE smzsmwae Laii KaM 0-42
Tuulantala'rtas Tarkannus MHBhu Ohjesrva Kostaus 1.4
_
#
lånå'nx
:nu 54 m m a m GD 1D!! 13° :2 11m ?0 25 5? :an m5
15
7:.
5a ' 12 55 a 52 41: 5 48 :a ___ 4 4: En __ 2 an 1 :4 15 13,5 19 0 15.5 14 g tå :3 så - H c- uu: :ggn ggag 0,15 10 E' c' om 5 Liam:an _Max_ kuiuainaühays 2358 lga'rn'
Dpümivesipitoisuus 5.3 % Määmetly ictllå . yu 1B mmzn tive! palmeüu (Hvar huomlaitu Kertuimella
mazlnuivainmiheyüå lastettsm). Parameth 4 har, 1211 klerr/mln. 406 kierr.
Higuain Juhani ilan hi
_ v 4 ,i
Cement och Betong Institutet
TeknikgruppenUppdragsrapport nr 97065
Undersökning av CG-material
Sven Sundborn Ing 1997-06-23 Uppdragsgivare: Väg- och transport-forskningsinstitutet Nyckelord:CG-material, cementhalt, glimmerhalt, fukthalt, tunnslip
Antal blad: 6
Bilaga 2 Sid 1(6)
Bilaga 2 Sid 2(6)
Cement och Betong Institutet
Nr 97065
Teknikgruppen 1997-06-23
SiS
Undersökning av CG-material
1
Orientering
På uppdrag av Väg- och transport-forskningsinstitutet, Linköping har Cement och Betong Instsitutet, CBI, laboratorieundersökt en provbit av CG-material uttaget från CG lager i en väg som är utförd med platsblandad CG. Undersökningen avsåg att ge underlag för bedömning av
orsaken till dålig bindning hos materialet.
2 Provet
Undersökningen har utförts på av uppdragsgivaren till CBI översänt provbit, storlek ca 300x 180x160 CB; har ej* besiktigat vägen och saknar kännedom var provet uttagits, graden av
Bilaga 2 Sid 3(6)
.3
Resultat
3.1 Cementhaltsanalys
Cementhalten har bestämts genom nermalning av viss mängd material från CG-provet. Det uttogs sedan två prov ur den nermalda materialmängden. Bestämning av kalk (CaO) har skett med EDTA titrering, med resultat enligt TABELL 1. Densiteten är bestämd genom utsågning av en kub (ca 70x70x70 mm) som innan Vägning förvarats under 3 dygn i
konditioneringsrum i 20 °C och 50 % RH. Densiten uppmättes till23 60 kg/m3. TABELL 1, Resultat av cementhaltsanalys
Prov Cement/betong vikt-%
1 4,4
2 4,2
Medelvärde: 4,3
Medelvärdet 4,3 viktprocent motsvarar ca 95 kg cement/m3 vilket är baserat på antagandet att kuben innehåller ca 5-7% fukt. dvs en antagen densitet motsvarande ca 2200 kg/m3.
3.2 Glimmerhalt
Bestämning av glimmerhalt har bestämts med hjälp av mikroskop. Det observerades att glimmer förekommer i ca 10-15 % av cementpastans volym.
3.3 Tunnslipsanalys, CG-struktur
Rikligt med Ohydratiserade cementklinkerkorn, speciellt alit (C3 S), som är det första som hydratiserar, förekommer ganska rikligt, se mikroskopbild, BILAGA 1. Den rikliga före-komsten av alit, indikerar att inte tillräckligt med vatten har funnits närvarande för att
hydratisera cementet tillräckligt. Ohydratiserade cementklinkerkorn utgör ca 60 % av
cement-pastan. Detta medför dålig bindning. I normal betong vid 28 dygns ålder och med vct 0,50,
utgör den Ohydratiserade mängden alitkorn mindre än 5% av cementpastan, se /1/ och /2/. I det undersökta provet utgör alitkornen ca 20 % av cementpastan.
Bilaga 2 Sid 4(6)
4
Sammanfattning
Den rikliga förekomsten av ohydratiserade cementklinkerkorn, medför att dålig bindning erhålls i CG-materialet och i kombination med en hög glimmerhalt medför detta dålig hållfasthet.
Resultatet av cementhaltsanalysen påvisar att cementhalten motsvarar ungefär vad som normalt brukar ingå i CG-beläggningsmaterial.
Under förutsättning att det insända provet år representativt, visar undersökningen på att CG-lagret är av mindre god kvalitet. Detta beror förmodligen på i huvudsak otillräcklig vattenmångd i samband med utförandet av CG-beläggningen, samt beroende på den höga glimmerhalten hos CG-materialet.
Stockholm den 23 juni 1997
Cement och Betong Institutet
Teknikgruppen
WWW
Sven Sundbommw
ON N
'i -
W
vidi: Örjan Påtersson
Bilaga 2 Sid 5(6) Litteraturreferenser
/1/
/2/
KO. Kjellsen, L. Fjällberg, T. Skejetne, "Quantitative analysis ofthe major phases in sulfateresistant cement silica fume systems by SEM, 295i NMR and XRD methods", Cement och Betong Institutet, CBI report 2:97, 1997.
K. Asaga, et al, "Effect ofPozzolanic additives in the portland cement on the hydration rate of alite", 10 th ICCC, volume 3, Göteborg 1997.
Tillhör CBI rapport 97065
Bilaga 2 Sid 6(6)
Mikroskop-bild med 100 ggr förstoring som visar förekomst av ohydratiserade Alitkorn (ljusa partier i bilden). Ohydratiserade cementklinkerkorn utgör ca 60% av
'97 06/16 15:51? 137165185 VAGVERKET P0 Bilaga 3
g Vägverket
Sid 1(3)
ARBETSRECEPT BELÃGGNINGSMASSA
Beställare: JS Receptnr: 12Tillverkare: Beläggningsavdelning Syd
*
Leverantör: (1) Beläggavd.5yd Dlunda. Material: ABT 22 5.6 % B 85
STENMATERIAL: Korndensitet 2.81 g/cm3 Fillerhalt 7 vikt-% Främmande material - Vikt-%
Kulkvarn: 9.1 Flis: 1.24 Slip:. Spröd: Anm: Krossytegrad =lOO/0
Arverk = Satsblandningsverk typ Wibau 80/90 Olunda 961008
UELÃGGNINGSMAS SA: Bindemedelshalt 5 . 6 vikt-%
Skrymdensitet 2.463 g/cm3
Kompaktdensitet 2.548 g/cm3.
Hålrumshalt 3.3 vol %
.r Anm: Bindemedelstyp B 85 Bitumenfyllt hålrum 80.5 % Packning enl Harshall FAS 414-95
?WWWSE 0.2 0.6 7.0 6 160 40 60 100 I 2 i _, ' I | 1" E_ . . . , . . . . -.l. . . --|. . . - - - . . . - . . . .. ..,.-. . . --'2 I I I 90 E I I I :. . _ . . . --L ... -- J- . . . _ . . . _ . . . _ . _ ../. . . _ _ _ _ _ -- ur _5_- 1 I r I 80 I 4 ' : l l 1 E.. _ . . . _ _ _ _ _ _-|_ - - a - - - --1 - - - v A A - - - v - s . . _ . _ - _ - p - n . .4 .lt . . _ - - - q - - y u u . . . .. 'I I' I I 70 : l 1 V E I I . ..:__ - - - p v n g r . Ill r n . v c v v I v - - - I -i - - - u -- - - u u . . . . _ . - - - g u . . . _ . --F- ;1. . - - - - . _ _ _ . _ . . . .. F I I ' 60 5_ l I I :..- . . . --J . . _ . . . - . - - - --1 - - - n u n . . . --,..[ . . . ...L _ . _ _ . . . -. = I I I _. 50 : 1 I _ K T' ;' I I ,' U _-7_ . . . --.1. - - - --p - - - w v - - - . . . - - - . . ..,'.-- . . . _ . . . _ . . . .. E 1 I ,' 40 H_ I A I :I 5 ... .3 ... H _E_ ________ --,r' : I r i . . . _ . . . .-I l I " 30 : 1 I .'f / å_ . . . .-l . . . .. .-L- - 74:-,- - - v . . . - . . . 4 . . . _ . . . - . . . .-w : I I ,1 . 3); _ å_ . . . _ _ . -_|.--_,_ø.'=::.'._ ..-| - - - . . . .- . . . - . . o - . L . _ _ . . . . _ _ . . . _ - p - - . . . .. 7-.. »'11 I 10 _. p.- '- 1 I 5-' | I 5_ . . . ul. . . - . --I- - - . . . .. _ . . . "1- . . . --o : A 2 _ m I 0.125 1.00 _ i 4.0 . 8.0 *11.2 75.0 5 0.0 0.074 025 05 20 5.6 16.0 31.5 63. . Knmszaddgmm
. Bind 0.074 4.0 8.0 16.0 sikt närmast 80%'
Recept 5-6 7.0 44-0 56.5 81.0 :
LABORATORIET I Verket Olunda. DATUM
Beläggningsavdelnrng Syd 96-10-15
_-Bilaga 3
xN E D4 Sid 2(3)
__
fm .jo RAPPORT
Våg' OFI' tfânâpart' 21 L" 5 utfärdad av ackrediterat laboratorium
'forsknmgsmstltutet 438 D 1 T*607 REPORT issued by an Accredited Laboratory
KRETSLOPPSANPASSADE MATERIAL 15 14 0
Bilaga sid 1 (1)
VTI-nr: 97-029
Väg
Plats
Massatyp
Objektnr
Övrigt
55 Litslena - Örsundsbro ABT 22
Pk Sektion m.rn. Provvikt Skrymdens. Kompaktdens. Hålrumshalt FAS 427 FAS 425 FAS 413 nr Fil Sidmått (g) (g/ern3) (g/em3) (vol%)
1 Vrn 2,472 2,558 3,4
2
th
2,502
2,563
2,4
3
th
2,499
2,574
2,9
4
th
2,437
2,590
5,9
5
Vk
2,501
2,578
3,0
6 Vr 2,509 2,544 1,4Permeabilitet:
P I'OV [(20 S) Hö hjulsp 2,50E-06 M hjulsp 8,21E-08Vä hjulsp 2,74E-09
Postadress Besöksadress Telefon Telefax E-post Postgiro
Postal address Visiting address Telephone Telefax E-mail posta] giro account
Statens väg- och transport- Olaus Magnus Väg 37 013-20 40 00 013-14 14 36 vti@vti.se 5 98 01-1 forskningsinstitut Linköping int +46 13 20 40 00 int +46 13 14 14 36
Bilaga 3 Sid 3(3)
