Provväg med cementstabilisering på väg 862 Hammar-Lo, 1973 : Del 2. Slutrapport

(1)

Nr 153 : 1979 ISSN 0347-6049

153

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) - Fack : 58101 Linköping National Road & Traffic Research Institute : Fack S58101 Linköping : Sweden

-Provväg med

cementstablllsermg pavag862

Hammar-Lo, 1973

i

Del 2. Slutrapport

-- av Einar Lindh

(2)

Nr 153 - 1979 lSSN 0347-6049

153

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) - Fack ° 581 01 Linköping

National Road & Traffic Research Institute - *Fack - S-58101 Linköping - Sweden

Prowäg medcementstabilisering på väg 862

- Hammar-Lo, 19734

Del 2. Slutrapport

(3)

VTI Meddelande 153 RättelSer i text.

Sid 25° Tabell 3, kolumn 4. _

Datum 78.09.14 skall vara 73.09.14,

Sid 35. Rad 4.

. . . .. (0/640-0/500) skall vara (0/116"0/500).

Sid 37. Figurnumrering har utelämnats.

Skall vara figur 17 och avser frekvensdiagrammet med tillhörande tabell,

(4)

I N N E H A L L S F Ö R T B C K N I N G (2 sidor)

Sid

REFERAT I

SAMMANFATTNING III

1. INLEDNING 1

2. PROGRAM OCH MÅLSÄTTNING 1

3. BESKRIVNING AV PROVSTRÄCKORNA 4 3.1 Läge 4 3.2 Vägtyp 4 3.3 Provsträckornas indelning 4 3.4 PrOVSträckornas uppbyggnad 5 3.4. Undergrund 5 3.4. . ÖVerbyggnad 6 4. UTFÖRDA PROVNINGAR" 7

4.1 Förprovning före cementstabilisering 7

4.2 Proportionering för cementstabiliseringl 7

4.3 Kontrollprovningar Vid-utförandet av!

cementstabiliseringen a. 10

4.4 Prövningar efter ütförandet av

cement-stabiliseringen M ' _-_ 5 g 11

.4. Tryckhållfasthat,'utborradefpr0vkroppar 11

4.4. speciell undersökning juli 1978

11

5. UTFÖRDA MÄTNINGAR

11

5.1 'Bärighetsmätningar 11

5.2 Jämnhetsmätningar i vägens längsied

12

5.3 Jämnhetsmätningii vägens tvärled

12

5.4 Tjälobservationer

V

.

12

5.5 Mätning

av.tjällyftningarna_genom_avväg-ningar. .r ' * ' 12

5.6 Trafikregistrering 12

(5)

U1 m m m m m m m m m m k O C D N O N L D uD -U J N -å N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G (forts) Registrering av tvärsprickor Registrering av skador

RESULTAT AV MÄTNINGAR

Bärighet _

Jämnhet i vägens längsled

Väthans jämnhet i vägens tvärled

Tjäldjup och upptining

Tjällyftningarnas storlek

Trafikens Storlek och sammansättning

TvärSprickor_

övriga observerade skador

Det cementstabiliserade lagrets tillstånd

fem år efter stabiliseringen enligt

undersökning sommaren 1978

FÖRTECKNINGLÖVERuBILAGOR

VTI MEDDELANDE 153 Sid 12 13 13 15 25 29 32 35 35 35 39 41 48

(6)

Provväg med cementstabilisering på

väg 862 Hammar-Lo, 1973. Del 2. Slutrapport

av Einar Lindh

.

Statens väg- och trafikinStitut (VTI)

Fack

581 01 LINKÖPING

REFERAT

I meddelandet slutrapporteras provvägen Hammar-Lo

ut-förd 1973 i Y län. På denna har provats

cementstabili-sering av ytskiktet i en äldre grusväg.

Avsikten med provvägen har främst varit att öka

erfa-renheterna av cementstabilisering av äldre grusvägars ytskikt och speciellt att skaffa nya erfarenheter om

hur den cementstabiliserade vägen påverkas avsträngt

vinterklimat.

i

.

.ii

En annan avsikt med provvägen har varit"att prova tre olika metoder för att minska antalet tvärsprickor i väthan härrörande från det cementstabiliserade lagret. Resultaten visar att förstärkningseffekten varit hög

och att bärigheten uppmätt-Som E-modul på beläggningen

av 80 MAB-Och.beräknad som medelvärde för'hela

prov-vägen varit 50-100% högre än på gruSVägen både under

sommar--och höstperioder och under

tjällOssningsperio-der.

Grusvägens tunna öVerbyggnad medförde att ett sandlager

behövde påföras på en del av vägen före

cementstabili-seringen. Förstärkningseffekten var större på denna del av vägen en påwden del där enbart befintligt

vägbane-material cementstabiliserades.

(7)

II

Även jämnheten på Vägytan har bibehållits hög på prov-Vägen och i stort sett har ingen spårbildning kunnat

registreras.

På en av provsträckorna har dock tjällyftningarna varit speciellt stora och ojämna och på denna prOvsträcka har bärigheten och jämnheten försämrats snabbare och skador

uppstått, främst i form av kraftiga längsgående

spric-kor.

Av de tre metoder som provats för att minska frekvensen av tvärsprickor har ingen av dessa gett en tydlig

effekt i form av lägre sprickfrekvens än motsvarande referenssträckor utförda på konventionellt sätt.

(8)

III

Provväg med cementstabilisering på väg 862 Hammar-Lo, 1973.

Del 2. Slutrapport av Einar Lindh

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) Fack

581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

Hösten 1973 utfördes på väg 862 Hammar-Lo, av VFY för-stärkning av grusvägens ytskikt genom cementstabilise-ring med markblandningsmetoden till 15 cm djup. Vägen belades därefter med 80 MAB.

Före 1973 hade cementstabilisering av äldre grusvägar i Sverige inte provats längre norrut än i Mellansverige. De svårare klimatförhållandena motiverade att cement-stabiliseringsarbetet utfördes som provväg, På

väg-verkets (VV/CF) uppdrag deltog därvid VTI i planering

och utförande av provvägen. VTI har också därefter

redogjort för dessa delar samt resultat av första årens

mätningar i VTI:s internrapport nr 216, 1975.

Avsikten med provvägen har varit att prova förstärk-ningseffekten av cementstabilisering av äldre grus-vägars ytskikt under tidigare i Sverige ej provade stränga klimatförhållanden och att i samband därmed prova tre olika metoder avsedda att minska frekvensen tvärsprickor i beläggningsytan.

Grusvägens tunna öVerbyggnad medförde att ytterligare överbyggnadsmaterial behövde påföras för att undvika

inblandning av undergrundsmaterial i det

cementStahili-serade lagret.

(9)

IV

Genom bristen på lämpligt material kunde dock endast en

del av provvägen materialförbättras på detta sätt. På

denna del utlades ett 5 cm lager av grusig sand. Väg-delen utvaldes där den genomsnittligt största överbygg-nadstjockleken uppmätts. Den på vägytan uppmätta

bärig-heten (E-modulen) var trots detta lägre på denna del

före sandpåläggning och cementstabilisering.

'Den övriga vägdelen cementstabiliserades helt med i

vägens ytskikt befintligt material.

Bärigheten uppmätt med fallvikt och angiven som s k

medelvärde för den cementstabiliserade vägen var tVå

veckor efter stabiliseringen cirka 45% högre än på grusvägens yta omedelbart före cementstabiliseringen.

Bärigheten uppmätt efter ett år men då på

beläggnings-ytan av 80 MAB var cirka 70% högre medelvärde än på grusvägen (grusvägens medelmodul var ca 185 MPa_i augu-sti 1973). En gradvis försämring har därefter Skett och värdet var sommaren 1978, 40% högre än på gruSVägen,

eller Ca 260 MPa.

'

Förstärkningseffekten har varit mera markerad under

tjällossningsperioderna, vilket kan konstateras trots att grusvägens lägsta tjällossningsbärighet inte upp-mätts. Vid jämförelse med E-modulmedelvärdet på grus-vägen,i juli 1973 (140 MPa) var medelvärdena vid lägsta bärigheten under tjällossningsperioderna maj 1974 i 95%,

maj 1975 = 70%, maj 1976 = 70% samt maj 1978 = 65%

l

högre. »

På den del-av vägen där grusig sand påförts i ett 5 cm skikthar förstärkningseffekten varit_högre än på den övriga delen trots att bärigheten var lägre på den

förstnämnda delen före cementstabiliSeringen.

Endastöpâen av de nio provsträCkorna, Sträcka 1, där

(10)

de ojämna tjällyftningarna varit speciellt stora, har skador av någon betydelse uppstått.

På de övriga provsträckorna har Visserligen längsgående sprickor uppkommit men på grund av den ringa sprickvid-den har de inte någon betydelse för trafikanter och väghållare. På tre ställen har också krackeleringar

uppkommit men inte heller dessa har ännu haftnågon praktisk betydelse för väghållaren.

Skadorna på provsträcka 1 består i kraftiga längSgående tjälsprickor och i enstaka punkter beläggningsskador som behövt lagas med kallmassa.

Vägen har bibehållit sin jämnhet mycket bra och på

flera provsträckor har sommaren 1978 uppmätts lika hög jämnhetsstandard (PSI-värde) som omedelbart efter

be-läggningens påförande hösten 1973. Även beträffande

jämnheten avviker dock sträcka 1 negativt Och är den enda pr0vsträcka där PSI-värdet efter fem års

trafike-ring och påverkan av klimatet, är lägre än 2,5 vilket

värde brukar för högtrafikerade vägar anses som en

gräns för åtgärdsbehovl5;

Tydlig spårbildning har frånsett en mätsektion på str 9

inte kunnat registreras vilket främst torde bero på det

böjstyva cementstabiliserade bärlagret och att vägen på

vintern är mer eller mindre täckt av ett snö- och

is-skikt vilket tillsammans med den relativt låga

trafik-mängden (ÅDT 1975 = 820 fordon) kan förmodas resultera

i en liten-dubbdäcksavnötning.

Sammanfattningsvis_Visar resultaten vad gäller förstärk-ningseffekten att vägen (med undantag för en

prov-sträcka), efter-fem års trafik och påfrestningar av klimatet, fortfarande har en hög bärighetsstandard samt

en god jämnhet i vägens längsled och tvärled utan samt'

att vägen i huvudSak saknar tydlig spårbildning.

(11)

VI

En av orsakerna till det goda resultatet kan förmodas vara att, frånsett provsträcka 1, vägen inte har ut" satts för stora ojämna tjällyftningar.

De tre provade metoderna aVsedda att motverka uppkoms-ten av sådana tvärsprickOr i det cementstabiliserade lagret som sedan fortplantar sig genom beläggningen var följande:

a) låg vattenmättnadsgrad vid det cementstabiliserade lagrets packning

b) tillsats av asfaltemulsiOn till grusmaterialet före cementinblandning

c) "förankring" av det cementstabiliSerade lagret i

underlaget genom åstadkommande av cementstabilisera-de tappar som når ner i uncementstabilisera-derlaget.

De uppmätta Sprickfrekvenserna visar att ingen av me-toderna har gett någon Säkert påvisbar effekt; Lägsta frekvens tvärsprickor har erhållits på provsträckan med asfaltemulsion (metod b) men även den intilliggande re-ferenssträckan med konVentionell stabilisering uppvisar ungefär lika låg sprickfrekvens. Inte heller emulsions-sträckan kan därför anses ha gett säkert påvisbar

effekt.

Enligt uppgifter från_vägmäStaren har inte tvärspric-korna Och (frånsett sträcka 1) inte heller de längsgå-ende sprickorna inneburit någon olägenhet för trafikan-terna OCh inte krävt någotunderhållSarbete.

Betydelsen av de vid cementstabilisering normalt upp-trädande tvärsprickorna har i Sverige mot bakgrund av senare års erfarenheter från cementstabiliSering varit

åföremål för en omvärdering och det anses numera att de har liten betydelse vid cementstabilisering av äldre

grusvägar enligt*markblandningsmetodeng

(12)

VII

Orsaken är främst den att man vid cementstabilisering med denna metod i delar av Sverige med relativt milt klimat (mellan-Sverige och södra Sverige) normalt får bara ett fåtal tvärsprickor Och i vissa fall inga

så-dana alls medan i trakter med strängare vinterklimat de tvärsprickor som där uppträder vanligen är ett

obetyd-ligt problem i jämförelse med andra skador som

upp-kommer på grund av den kraftiga tjälningen och de som regel ojämna tjällyftningarna.

(13)

1. INLEDNING

På uppdrag av Statens vägverk medverkade Statens Väg-och trafikinstitut (VTI) 1973 vid planeringen Väg-och an-läggningen av en provväg med cementstabilisering på Väg 862, Hammar-Lo i Västernorrlands län.

VTI har därefter genom mätningar och observationer

främst på Vägytan registrerat provsträckornas föränd-ringar.

CementstabiliSeringen utfördes på entreprenad för

väg-förvaltningen i Västernorrlands län (VFY) av WP Väg AB.

Förarbeten utfördes av VFY i egen regi.

I en byggnadsrapport (VTI Internrapport nr 261), har planering, förprovningar Och cementstabiliseringens ut-förande beskrivits varför i denna slutrapport dessa

delar behandlas endast Översiktligt.

2. PROGRAM OCH MÅLSÄTTNING

Den vid planeringen av provvägen formulerade målsätt-ningen har beskrivitsyi byggnadsrapporten men återges

även här. AVsikten med provsträckOrna är dels att

skaffa ytterligare erfarenhetsunderlag från

cementsta-bilisering av äldre grusvägar och särskilt av de speci-ella problem; som kan uppstå i delar av Sverige med relativt strängt vinterklimat, dels att prOVa tre me-toder för begränsning av det antal tvärsprickor som

normalt uppkommer i cementstabiliseringen och går

igenom slitlagret. De metoder som provas på dessa prov-sträckor är:

(1) "Låg vattenmättnadsgrad"; vilket innebär att

vat-tenkvoten-vid packning bör vara under 80% av

den-teoretiskt beräknade vattenmättnadskvoten. Metoden

1)

grundar sig på utländska forskares arbeten och 1)Balduzzi-Fetz

(14)

har även tidigare med gott resultat, provats i

Sverige, Hököpinge-711). För provvägen proportione-rades aktuella sträckor för vattenmättnadsgraden

. max 70%.

(2) Inblandning av ett bituminöst tillsatsmedel, i

detta fall en asfaltemulsion, Flintcote, för att

åstadkomma ett cementstabiliserat lager med ökad

töjbarhet. Metoden härstammar från Frankrike, där man gjort försök med inblandning av emulsioner av katjon-typ vid cementstabilisering.

(3) "Förankring" av cementstabiliseringen i underlaget med hjälp av nedstickande tappar av cementstabili-serat material. Metoden grundar sig på en idé av

Gunnar Olsson. '

Metoden grundar sig på teorin att om cementstabili-seringsskiktets rörelser i horisontalled hindras

genom tillräcklig fraktion mot underlaget (eller förankring i detta), uppkommer vid krympning ett

ökat antal finare sprickor i cementstabiliseringen

i stället för de normalt förekommande grövre

spric-korna med större inbördes_avståndu Resultatet

,skulle därmed bli en mindre längdförändring i varje cementstabiliserat blOck (av två tvärSprickor be-gränsad'beläggningsdel) beroende på blockets mindre

storlek; Slitlagret, som normalt följer

cementsta-biliseringsskiktets horisontalrörelser, skulle där-med utsättas för mindre dragkrafter i längdled och

tvärsprickOr därmed ej uppstå i väthan lika lätt.

För att åstadkomma denna ökade friktion'(eller

för-ankring) med hjälp av Cementstabiliserade tappar i underlaget har Olsson konStruerat ett traktorburet

redskap, som i prinCip består av ett antal spad-Verktyg, vilka med vissa interVall pressas ner

1)VTI Internrapport Nr 59

(15)

igenom det färska opackade cementstabiliserade

lag-ret ner i underlaget och.där åstadkommer gropar i

vilka stabiliserat material skall falla ned.

På provvägen Hammar-Lo användes ett sådant redskap

försett med sju spadverktyg, bild 1. Redskapet

upp-hängdes framtill på en traktor av fabrikat Komatsu

D 85A med en speciellt tillverkad rambalk. De sju spadverktygen pressades med hydraulik ner genom det färska cementblandade jordmaterialet och 10-15 cm

ned i det underliggande skiktet. Med ett batteri-drivet programverk styrdes hydrauliken så att

spa-darna pressades ner med jämna tidsintervall. Dessa var avpassade för att ge ett c/c-aVStånd i längdled av 1,14 m vid en framdrift av 9 m/min föthraktorn. Programverket Styrdes Också så att en tidsmässig

förskjutning uppstod-mellan de olika spadarnas

ned-tryckning och_ettEZick-zack-mönSter av tappar upp-stod. Genom att varje spade hölls i sitt nerpressa-de läge en viss tid medan traktorn samtidigt för-flyttade sig framåt bröts spaden framåt Och en hå-lighet_uppkom i underlagets yta där cementblandat material kunde falla ner och efter packning bilda en cementstabiliserad tapp i underlaget under det

cementstabiliserade lagret.

(16)

Eild 1. Spadverktyg för åstadkommande av

"förankrings-tappar" i cementstabiliseringens underlag.

3. BESKRIVNING AV PROVSTRÄCKORNA

3.1 Läge

Provsträckorna, som har en sammanlagd längd av cirka 3 km är belägna på väg 862, Hammar-Lo, cirka 3 km NNO, Nyland, som framgår av karta i bilaga 1.

3.2 Yägtyp

Mindre länsväg med vägbredden cirka 6 m. Den var vid

stabiliseringsarbetets påbörjande cbelagd.

ÅMD 1975 = 820 axelpar.

3.3 Provsträckornas indelning

Schematisk längdprofil med provsträckornas indelning anges i figur 1.

(17)

.__:©1

G)

_

(2)

CD

80 MÄB 12t

CN!

1'

3 R

F

LV

F

15 5-5 cm

01040 01116 01500 11000 - I 11500

i

@

;_63

:©:@;t.©___4

_{80 .SMAB 12.1}

_{_}

/

Bro

cm

5-5 cm

5-5 cm '5-5 cm

R 8" R C

LV

11500 21030 21300 21500 i -21650 2I800 31080 Figur 1. Förkortningar:

F = Cementstabilisering med förankring.

LV = - " - med låg vattenmättnadsgrad. E = - " - med tillsats av asfaltemulsion R-A = - " - referenssträcka A

8-5 = Påläggning av vägbanan med 5 cm grusig sand före cementstabilisering.

3.4 Provsträckornas uppbyggnad

3-4.1

QEQêEQEEEQ

Enligt markundersökning som utfördes av VTI före cement-stabiliseringen består undergrunden av huvudsakligen sandiga-moiga-mjäliga sediment. I flera undersökta punkter fanns material ur tjälfarlighetsgrupp III nära

vägytan. V

Vägen hade dock enligt uppgift inte varit utsatt för

svårare tjälskador före provvägens tillkomst.

(18)

3 4-2

QYêääYHHQêå

Före förstärkning bestod överbyggnaden av ett tunt la-ger välgraderat grusvägbanematerial med cirka 20%

fin-_jordshalt (<0;074 mm).

Uppmätningar av lagertjocklekar visade att

överbygg-nadsmaterialets tjocklek varierade från 0 till >25 cm.

Cementstabiliseringens tjoCklek hade projekterats till

15 cm vilket skulle innebära att en varierande mängd av

undergrundsmaterialet skulle bli inblandat i det ce-mentstabiliserade lagret på de ytor där överbyggnaden

var tunnare än 15 cm. Detta skulle i hög grad inverka på resultatet och försvåra jämförelser mellan

prov-sträckorna.. '

Ett nytt material (grusig sand SV 61798) påfördes

där-för på 1,5 km av de totalt cirka 3 km som provvägen

omfattade (figur 1).

Sandmaterialet utgjorde en restprodukt tidigare erhål-len genom sandavskiljning vid framställning av

slit-lagergrus. V

Den tillgängliga materialmängden var dock för liten för att täcka hela väglängden, 3 km. Det nya materialet

ut-lades till en tjocklek av 5 cm inom en utvald sträcka

mellan sektionerna 1/000-2/500, motsVarande de blivande

provsträckorna 3-6. Provsträckorna inom detta område

bedömdes därigenom bli jämförbara beträffande material-sammansättningen i det cementstabiliserade lagret och skulle därför anses utgöra den egentliga provvägen för

provning av åtgärderna-mot tvärspriCkor.

Inom den övriga delen av vägsträCkan_var enligt prov-tagningen materialet i det blivande

Stabiliseringsskik-tet mera.varierande på grund av att öVerbyggnadslagret ej öVerallt räckte till stabiliseringstjockleken utan

undergrundsmaterial i större eller mindrefgrad blev

in-blandat i stabiliseringsskiktet.

Trots de betänkligheter som fanns-beträffande

svårig-heterna att proportionera cementen ooh vattnet för

(19)

detta skiftande material bedömdes värdet av att prova cementstabilisering av detta slag så pass stort att

även denna del indelades i provsträckor för lika

nog-grann Uppföljning som den egentliga provvägen.

Efter cementstabiliseringens utförande har slitlager av

80 MAB 12T pålagts på samtliga sträckor.

I I

4. UTFÖRDA PROVNINGAR

4.1 .Förprovning före cementstabilisering

En relativt omfattande laboratorieundersökning för

be-stämning av erforderlig cementkvot och vattenkvot vid cementstabiliseringen gjordes av VTI på ett sammansla-get prov med material ur överbyggnadsskiktet i tre sek-tioner 0/160, 1/500 och 2/800. Kornfördelningen för de

tre delproven framgår av figur 2.

4.2 Proportionering för cementstabilisering

Qêwêazêeää

VTI hade vid förprovningarna förutsatt att

standard-portlandcement skulle anVändas på-samtliga provsträckor. Det framkom emellertid strax före provvägsarbetets

start att vissa av provsträckorna med förankring (vilka

ej proportiOnerades av VTI) avsågs utföras med

LH-ce-ment. För att utvärderingen av effekten på

sprickfrek-vensen av de övriga metoderna ejskulle förSvåras; be-slöts att de provsträckor, som skulle ingå i den

egent-liga prOVvägen, prOVSträokorna 3-6; samtegent-liga Skulle

ut-föras med LH-cement. Pâ övriga proVSträckOr skulle standardPOrtlandcement anVändas; Använd cementsort på

'olika.provsträckor framgår av bilaga 2;

(20)

. HO

Sgpo

qus<

STEN

GnmijdIcnoondf Grundad T Finqrus i Gnvqru: T Ä

m

4: ,

_.V ₇

2

§2

_{T /}

29

_4.

,o

1

1 +

/

<

4- .

₅

I

_:

J

_*

_//:Åç//

J /

₇

I

§

I

J

/ *

7 2_n

:

%

;7{;h2

1 *5

_

T

.

I

| V .4

7 -I 7

J J i'w-_Q _. _-:% 3 l_J ////A_{_} _-<L *₄

å ü

E ; J'

%

q/g//// '

_* 4 .J

i

.J

3 *c

g 30 4:/

'* // ?

.3 L-Å/ 1 -

1

7

å z .ø<7?//?r A//år . q _ { k .å

ä

//

J*

T

*

7;

se

i / i

-

1

_..- .å . j 4

o _YYVYYH.an_ " _{(YTY. 7a* tavvnüa r r T* vr Y VYHTUWY V, V f}i ' '- . l: l 1 L'L-L ll

gumman' wa' 1.0 L512 §4; 4105203010520

m _0125 0,25

KuaMch.m_

8 Ib se

§2

64

Figur 2; Material ur vägens.ytskikt före cementstabili-sering (material 1-3)LoCh sandmaterial från

upplag (4). Sanden Utlades i ett 5 cm skikt på vägytan mellan sektionerna 1/000-2/500 före cementstabilisering. '

.Sektion 0/160v, 0-17 cm u;Vägytan Humusgrad 0-(sv 61792)

1

2. -"- 1/500H, 0-16 Cm "*t " - - ' - 1-2 (SV 61793)

3. -"-

2/800V, 0-11 cm ".- " - - " e 1 (sv 61794)

4.Grusig sand från upplag och utlagt på vägen i_5 cm Skikt. (Svfñ798).

929222529:

På grundVal av förbrovningarna bedömdes av VTI

erfor-derlig cementkvot för provsträckor med låg

vattenmätt-nadsgrad vara gLâå när basmateriahet-utgjordes av grus-material eller påförd grusig'sand (motsvarande en

tryck-hållfasthet vid 7 dygn av lägst ca 4,5 MPa med

standard-cement) respektive 10% när basmaterialet delvis

ut-gjordes av finkornigare material, mo eller sand

(mot-svarande en tchkhållfasthet vid 7 dygn av lägst ca

2,5 MPa). På prOVStraCkan med emUlsionStillsats valdes

'cementkvoten 5% (lika som vid förprovningarna).

Refe-irenssträckornasicementkvOter valdes lika som

motsvaran-de metodprovSträokor. För provsträckorna med_förankring valde_Olsson cemehtkvoteñ 6,5% på provSträcka 3 samt

(21)

6,5 (10% på en delYta) på provsträcka_1. Jfr bilaga 2.

YêEEeQEYQE

De optimala vattenkvoter som antingen erhållits vid

VTI:s förprovningar eller genom jämförelser bedömts vara lämpliga, var följande:

a) för överbyggnadsmaterialet (SV 61792-94) utan

in-blandning av grusig sand men med cement.= ca 5,3%

beräknat på hela materialet vid en stenhalt >20 mm

av 3%.

b) för överbyggnadsmaterialet med inblandning av 50%

grusig sand (SV 61798) med cement :Ica 5,3%.

0) för överbyggnadsmaterialet (SV 6T792-94) med cement och tillsats av 2%_bitumenemulsion :.ca 5,0%.

d) för undergrundsmaterial av mo, typprov uttaget i

sektion 1/200, 25-60 om under Vägytan, som enbart

provades utan cement = ca 12%.

-På grundval av resultaten från förprovningarna

bestäm-des vattenkvoten på provsträcka 4 med låg

vattenmätt-nadsgrad till 4%, motSvarande ca 55% mättvattenmätt-nadsgrad vid

en torr skrymdensitet av 2,25 kg/dm3-och

kompaktdensi-teten 2,67 kg/de. På provsträcka_5 med tillsats av 1%

bitumenemulsion bedömdes optimal vattenkvot vara 5,3% inkl. vatteni emulsioneni På provsträoka 3 med

för-ankring_bestämdes lämplig vattenkvOt till 6,5%. På prov-sträcka 6, (referensprov-sträcka R-A), bedömdes optimal

vattenkvOt vara 5,3%; Dessa provsträckor tillhörde den

egentliga provvägen; På övriga provsträckor valdes

vattenkvoter vid.utförandet mellan 4% där materialet

huvudsakligenn beStod av grusmaterial och upp till 9% där hög inblandningsprocent av mo kunde konstateras. Avsedd vattenkvot för olika provsträckor framgår

samman-fattningsvis'av-bilaga'2.

(22)

10

?illêêäê-êY-ê§§êlEêEHl§lQE

Vid laboratorieprovningarna undersöktes effekten på

tryckhållfastheten av 0,5 respektive 1,0 och 2,0%

till-sats av asfaltemulsion (Flintcote). Halterna var valda med hänsyn till kostnadsmässigt tänkbara tillsatsmäng-der. På grund av de relativt små skillnaderna i håll-fasthet valdes för provsträckan en tillsats av 1%

asfaltemulsion.

Iill§e§§_e!_§e§l2_

I samband med laböratorieundersökningarna konstaterades humusgrader mellan 0-2 i överbyggnangruset, men i

undergrundsmaterialet, som på grund.av den tunna över-byggnaden kunde påräknas bli inblandat i cementstabili-seringsskiktet i varierande mängd, uppmättes humusgra-den 4. Humusföroreningarnas skadliga inverkan framgår av att inblandning av 25% m0 (SV 61796) i

överbyggnads-gruset sänkte 7-dygnsbållfastheten med ca 50%.

Håll-fasthetssänkningen kan emellertid även delvis bero på

ändringen av kornfördelningen i materialet.'

(

För att motverka humquöroreningarn s menliga inverkan

på cementbindningen bes1öts att 0,5% _CaCl2 skulle

spri-das på provsträcka 2 där hög inblandning_av

undergrunds-material kunde påräknas. Sådan inblandning kunde även

påräknas på provsträeka 1 med förankring men där före-drog man att undvara CaClZ-tillsats och i stället höja cementhalten inom vissa partier, söm framgår av

plan-skiss i bilaga 2.

4.3g KontrollprOvningar vid utförandet av cement-stabiliseringen'

Under utförandet kontrollerades utspridd cementmängd

per m2'lagertjoeklek och-blandningens homogenitet en-ligt subjektiv bedömning; Vattenkvot_samt paCkningsgrad.

(23)

11

Dessutom tillverkades genom inStampning (metod lätt labOratoriestampning) provkroppar av det blandade mate-rialet från vägen för tryckhållfasthetsbestämning efter 28 dygns lagring utomhus vidvägen.

Resultaten har redovisats i byggnadsrapporten.

4.4 J,Provningar efter utförandet av cementstabili-seringen

4-4 1

.Iäzsääållâêêääêzirgzêeääêêeçâreyä§922êr

Utborrning av provkroppar ur_det cementStabiliserade lagret gjordes av VTI i nOVember 1973. Tryckhållfast-heten bestämdes därefter genom provtryokning;

Även dessa resultat har red0visats i byggnadsrapporten.

4 4.2

§E§92sll;22é§:§êåaiá9iigli_lâzê-v "

I samband med provvägens avslutande.1978 bar en

under-sökning av.det cementStabiliserade lagrets tillstånd

efter fem års trafikering gjorts under juli 1978.

Resul-taten av denna redovisas nedan 1 avsnitt 6y8.

5. UTFÖRDA MÄTNINGAR

5.1 'Bärighetsmätningar

Mätning med 50 kN fallviktsapparat för

bärighetsbestäm-ning har utförts av VFY vid totalt 27 tillfällen under

perioden 1973478.

'

De fyra första mätningarna gjordes under sömmaren 1973

på grusvägen före stabiliseringen de två följande på

den då nyligen utförda cementstabiliSeringens yta. De därefter gjorda mätningarna har utförts

på'slitlager--ytan av 80 MAB. De flesta mätningarna har utförts under

tjällossningsperioderna.'D

(24)

12

5.2 Jämnhetsmätningar i vägens längsled

Mätningar med VTI:s Chloemätare har utförts på slitlag-ret av 80 MAB i oktober 1973, september 1974, oktober 1975 och augusti 1978.

5.3 Jämnhetsmätning i vägens tvärled

Jämnhetsmätning i vägens tvärled har gjorts med VTI:s

tvärprofilmätare benämnd_BIFROST. Mätningar har utförts

i oktober 1973, september 1974 och augusti 1978.

5.4 Tjälobservationer

Tjälens nedträngning och upptining i vägkroppen har av

VFY registrerats under tre tjälningssäsonger 1973-74

och 1974-75 (se byggnadsrapporten) samt 1977-78_med

hjälp av tjälgränsmätare."

5.5 Mätning av tjällyftningarna°geñom avvägningar Tjällyftningens storlek har uppmätts genom avvägningar i mars 1974, varefter vägytans höjdläge jämförts med

motsvarande höjdläge i augusti 1974.

5.6 Trafikregistrering

VFY har vid två tillfällen gjort trafikundersökningar

för mera detaljerad kännedOm om trafikäammansättningen.

Det första tillfället var i maj 1974 och det andra i

mars 1978.

5.7' 'Registrering av tVärsPriCery «

Registrering av tvärsprickor har gjörts vid 9

inspek-tionstillfällen_under_periodene1973-78.

(25)

13

5.8 Registrering av skador

Vid inspektionerna har också längsgående sprickor, och eventuella bärighetsskador i form av krackeleringar etc registrerats.

6. RESULTAT AV MÄTNINGAR

Syftet med provvägen har, som tidigare angivits,

sam-manfattningsvis varit

dels att skaffa ytterligare erfarenhetsunderlag från cementstabilisering av äldre grusvägar och särskilt av de Speciella problem som kan uppstå i delar av Sverige med relativt strängt vinterklimat

dels att prova några metoder för begränsning av det an-tal tvärsprickor som normalt uppkommer i cement-stabiliseringen Och går igenom slitlagret. '

Det förstnämnda syftet är som framgått relativt allmänt

formulerat men för att underlätta utvärderingen av

mät-resultaten har en uppställning gjorts av riktlinjer för

bearbetningen av mätvärdena. Riktlinjerna syftar till

att med mätresultatens hjälp i möjligaste mån få svar

på några frågor, som ligger inom ramen för provvägens

förstnämnda allmänt formulerade syfte.

Det andra syftet med provvägen är mera väldefinierat

och provvägens resultat i detta hänSeende kan

kvantifi-eras i sprickfrekvensvärdet för jämförbara provsträckor.

Som_tidigare i rapporten beskrivits är halva den

stabi-liserade väglängden som cementstabiliserats avsedd som provväg i egentlig mening och då_främst för det ovan-nämnda syftet, att prova sprickbegränsade åtgärder. Den övriga delen har på grund av sin ojämna materialsamman-sättning inte från början åsatts status av provväg men

(26)

14

ändå indelats i provsträckor med samma uppföljning som

den övriga provvägen. Vid resultatsammanställningen har resultaten från samtliga provsträckor behandlats i ett sammanhang och vid resultatbedömningen har provsträc-kornas eventuellt olika förutsättningar'beaktats.

Nedan har sammanställts några frågeställningar som even-tuellt kan besvaras med hjälp-av mätresultaten:

1. Hur har bärigheten förändrats genom

cementstabilise-b) 0) b) c) a) b) c)

ringen och den efterföljande påverkan av trafik och

klimat?

För vägen som helhet.

För provsträckor med sandpåfyllnad 5 cm (och däri-genom mera_enhetligt basmaterial) jämförda med

prov-sträckor utan sandpåfyllnad.

För enskilda provsträckor.

Hur har jämnheten i vägens längsled förändrats efter cementstabiliseringen på den belagda vägytan på

grund av trafikens och klimatets påverkan?

(

För vägen som helhet.

För provsträckor med sandpåfyllnad jämförda med

prov-sträckor utan sandpåfyllnad. För enskilda provsträckor.

Hur har vägens tvärprofil förändrats efter

cement-stabiliseringen på den belagda Vägytan på grund av

trafikens och klimatets påverkan?

För vägen som helhet. V

För provsträckor med sandpåfyllnad jämförda med prov-sträckor utan sandpåfyllnadg

För enskilda provsträckor.

Hur har tvärsprickorna i-beläggningsytan utvecklats på respektive provsträcka vid jämförelSe mellan prov-sträckor med olika behandling?

(27)

15

5. Vilken effekt har de provade åtgärderna vid cement-stabiliseringen haft på frekvensen tvärsprickor i slitlagerytan?*

Resultaten redovisas i följande avsnitt 6.1, 6.2, 6.3 och 6.6.

6.1 Bärighet

De vid bärighetsmätningarna på terrassytan och vägytan genom fallviktsmätningar uppmätta dynamiska E-modulerna

(medelmodulerna) framgår av bilaga 4.

Mätningarna har utförts av vägförvaltningen i Y län. Fallviktsapparat för 50 kN belastning (beskriVen i VTI

Meddelande nr 107) har-använts vid mätningarna.

I figur 3 har medelbärigheten vid olika mättillfällen

illustrerats som medelvärdet för E-modulerna från

samt-liga mätpunkter (29%3Ö_st) på hela provvägen. Alla mät-punkter har varit belägna på höger väghalva (riktning

mot Lo) och.med avstånd sinsemellan av 100 m. Mätplan visas i bilaga 3;_

Av figur 3 och bilaga 4 framgår att E-modulernas medel-värde på grusvägen.var 140 MPa vid första mättillfället

i juli 1973 och cirka 180 MPa vid de följande tre

mät-ningarna Ãääe cementStabiliseringen. Det lägre värdet i juli-beror Säkerligen på att vägkrOppen då ej hunnit

torka upp efter tjällossningen.

Första mätningen efter cementstabiliseringen gjordes den

14 september 1973 omedelbart efter Stabiliseringsarbe"

tets slutförande (arbetet pågick under tiden 31/8-14/9).

(28)

16_ E-modul MP0 900 SM) nn BM) mm mm w' U) Mm 3 0 _ t j ' A j mm m0

l l

1973'

'1971.

T 1975.4 1

1976. ' 1977

'

Figur 3. E-modul på Vägytan vid mätningar under olika årstider. De fyra första mättillfällena 1973

avser mätning på grusvägen (G) derföljande två på cementstabiliserinngt n före beläggning

-(C) och de därefter följande på beläggnings-ytan (B) av 80 MAB. E-modulen avser vid varje

mättidpunkt medelvärde för 29-31 mätpunkter

jämnt fördelade efter provvägen med 0/0 100 m.

T -

'

S

TjällossningsVärde

SommarVärde271

I

E-modulernas medelvärde var då 243 MPa Och hade vid ny

_mätning 12 dagar senare ökat till 271 MPa. Båda dessa mätningar utfördes på cementstabiliseringens yta.

Den första mätningen på beläggningsytan av 80 MAB

gjor-des den 24/10. Medelvärdet för E-medulerna då, ?41 MPa,

antyder begynnande.tjälning i Vägkröppen, Vilket också

antyds:avvtemperaturregistreringarna^(Se'byggnadsrappor-ten) som visar att det under närmaste dygnen före mät_

ningen varit minuságrader på nätterna.

VTI MEDDELANDE 153

(29)

17

Det första bärighetsvärdet på beläggningen vid otjälat

tillstånd erhölls sommaren 1974, om man bortser från bärighetsvärdena under tjällossningen, då ju delar i vägkroppen fortfarande kan ha varit tjälade. Den upp-mätta sommarbärigheten 1974 var cirka 320 MPa

(medel-värde). Motsvarande värden 1975, 1976 ooh 1978 var

respektive 310, 286 och 262 MPa. V

Bärigheten betraktad som medelvärde för uppmätta

E-mo-duler på hela cementstabiliseringSvägen har därmed från

sommaren 1974 till sommaren.1978 blivit cirka 20% lägre.

Jämfört med grusvägens bärighetsvärden omedelbart före

cementstabiliseringen, 180 MPa, var dock motsvarande bärighetsvärde 1978 på beläggningsytan av 80 MAB, 262 MPa, div 5 cirka 50% högre. " V'

Dessa senare jämförelser har också uppritats i figur 4. Hur bärigheten vid tjällossning påverkats av oementsta-biliseringen kan inte helt påvisas.på grund av attt tjällosSningsbärigheten på grusvägen inte undersökts. Men man kan jämföra bärigheten i juli 1973 med de

lägs-ta tjällossningsvärdena från de följande åren.

I figur 5 har dessa uppritats efter sammafprincip som

för sommarvärden i figur 4.

Som framgår av figur 5 var gruSvägens'medelbärighet

(140 MPa) betydligt_lägre än de uppmätta lägSta värdena

under följande tjällosSningsperioder; Av de senare har

lägsta medelvärdet erhållits i maj 1978 (230 MPa) och

var då cirka 65% högre än på grusvägen trots att denna

bärighet prOvats i juli ooh bärigheten då bör ha varit

högre än under tjällossningen våren 1973.

Genomsnittligt har alltSå bärigheten vid tjällossningen förbättrats avsevärt genom oementstabiliseringen.

(30)

18

E-nmdul MPO

700

-G :' på grusvögen

600 _ = -11- cementstabiliseringens yta före beläggning B = -H- belöggningsytan av 80 MAB

500 -

'

am -B _B 300' _,apr _ - ä _ -_ B 'Km -me a 0 v 4' .1 'U -. A _17 *41' i

1973 '

1974

1975 ,

A -.. 1976

-

'1977

1978

Figur 4. E-modul på vägytan vid mätningar under sommar och

höst då vägen har ett relativt likartat

bärighets-tillstånd varje år. E-modulen avser.vid varje mät-'tillfälle medelvärde för 29-31-mätpunkter jämnt

för-delade över provvägen med c/C 100 m.

E-wmdm MPa 600 -1 3 * I G = på grusvdgen 500 q 8 = -11- beläggning av MAB' AM)-um.. . B , B

.

/

_ . I ,

A. 9. _

I

__

_200 .

.,, .

_ I

A

, 1

,

Q/ '

100 -

.

0 1973 _'

1974_

*

1975

f '-' u1976* * N

1977

. '

1978

mätta-medelvärden_respektiVe år;

Värdet på.grusvägen (G) 1973 är dock uppmätt i juli och tjällossningsvärdet bör därför ha varit ännu

lägre. 1 ' ' ' * 7

Figur 5; E-modul pâ:vägytan under tjällcssning, Lägsta

(31)

19

Hur bärigheten på provsträckorna 3-6 med sandéåfyllnad

förändrats med tiden och i jämförelse med övriga cement-stabiliserade sträckor framgår av tabell i bilaga 5. Från denna har utdragits_reSUltat från mätningar under

sommar-höstperiod och déSsa har sammanställts i tabell 1 nedan.

Uppdelningen av resultaten i en del som avser sträckor med sandpåfyllnad före cementstabiliseringen och en del

utan sådan'sandpåfyllnad ger dock i detta fall inte

helt rättvisa jämförelser eftersom de förra (provstr 3-6) utvalts inom del av vägen där

överbyggnadstjock-lekarna i de provade punkterna var ungefär lika stor.

På den övriga vägdelen varierade därför överbyggnads-tjockleken mera. \

Ur de följande jämförelSerna kan därför inte resultat

av sandpâfyllnad helt renodlas utan skillnaderna kan

också i varje fall till en del bero på-andra faktorer som varierande materialtyp i det stabiliSerade lagret,

olikheter i undergrund etc.

Tabell 1 och figur 6 och 7 visar att pr0vsträckorna

med 5 cm sandpåfyllnad före cementstabiliseringen

fram-för allt ökade snabbare i bärighet i samband med

cementstabiliseringen, Från.att ha visat lägre bärig-het på grusvägen och även.vid mätning på

cementstabi-liseringens yta omedelbart efter Stabiliseringen har.

str 3-6 därefter ökat sin bärighet Så att den vid mät_

ningen på cementstabiliseringsytan.omedelbart före be-läggningen hade blivit högre än på de övriga sträckor-na. Genom cementbindningen.och på grund av MAB-belägg-ningen ökade bärighetenfdärefter?Ytterligare från i

' hösten 1973 till höSten-1974; Den relativa skillnaden

i bärighet, mellan provsträckor med och Utan sand,

ökade också under samma tidsperiOdyi" '

(32)

20

Tabell 1. Medelvärden för E-moduler på str 3-6, med

sandpåfyllnad före cementstabiliseringen

respektive övriga sträckor. Mätningar under sommar-höst-period.

Mätnings- Provsträckor med PreVsträckor utan

tidpunkt sandpåfyllnad sandpåfyllnad

Antal MdV 'Std Antal >Mdv Std

_

Värden MPa- VaVV.

Värden MPa _ avv.

730802-27 = 'H _ :på grusvägen 43 170' ' 43 201 730914 :- ' _ '. ' :på cem.-stab 16 228 62 15 1259 64

ytan

'

u

7-'

' 7

730926 - 'j 7 ' 4)_ i

På cem.-stab

16 275lli'53 _

'g 15 _ 267

70

ytan ' ** ' w.'

731024'.1

*)

-, %)-' If)

.

*i

*)

:på beläggn. _ 16 7784 _ 1314 -.15'*_696 168 80 MAB 4_ ' . . i . _

-7407-7408'

_

'_ ;

.._ .

:på beläggn.

32 1344_

'30

291

80 MAB - = - ' -7507 , ^: _ . -:på beläggn; 16 ;336 i 85 _15 282 86 80 MAB 1 T 'i l .l .

7608

.

« >

; ____

_

:på beläggn.t f16 321', 70 _314 247 62 7808 _ I i - V . 1 __7 :på beläggn. '.16' 289^ 65 '15 ' 234 57 80 MAB- ' i -4 * . I 5 g. 1 I: '^

Mätvärdena antyder-begynnande tjälning_och har ej

använts.i andra sammanStällningar utOm bilaga 5.

Värdena i tabell 1 har också uppritats i figur 6 och

_7.\

_.

_,

_.

_{_:}

_{_}

_,

_.

(33)

21

MPa v a = På _g-rusv'dgen 350 - DYn- 'E m°dm Ä E = -H- cem.-stab.yton (mötn. 14/9 0 26/9)

= -I'- be'löggn. 80 MAB

300 -' l ' ..

250 .

vw;

.

*152

55 200 -

1-55'

'F3

. 150 .

5b:

.

;az

14* f5% -I '.45 -fav

w

-4 ,â'*

.-'

Må

_w

_,

0 I I I' 7 r i I' 7' v I 1973 1974' 1 11975 1976 1977' . 1978

Figur 6, E-modul på Vägytan. Mätningar under period

juli-september resp år.

Provsträckor utan sandpåfyllnad (0, 1, 2, 7, 8, 9).

MP0 _ Dynu E-modul _ Beteckn.: Se fig.16 300 -2 5.0 -i 200 . 150 q 100 -50.

19.73 "1974

.1975

1975 <' '1977 '1'

1978

Figur 7; E-modul på VäQYtan; Mätningar under period juliáseptember resp år.

ProVsträckor med sandpåfyllnad (3, 4, 5, 6)

(34)

Under 1975 och därefter har emellertid bärigheten

för-sämrats och då i ungefär samma grad på de två typerna

av provsträckor.

Bärigheten under tjällossning på provsträckor med och utan sand visas i tabell 2 och figur 8.

Tabell 2. Lägsta genomsnittliga bärighet under

tjälloss-ning på provsträckorna 3-6 jämförda med öv-riga sträckor. Värden från 1973-06 avser

bärigheten under period kort tid efter

tjäl-lossning. '

Mätnings- Provsträckor med Provsträckor utan

tillfälle sandpåfyllnad sandpåfyllnad

Antal Mdv Std Antal Mdv Std

värden MPa' avv. värden MPa avv.

3396 n 14 129, 35 14 152 43 -pa grusvagen '1 740502 :på cem.stab+ 16 288 54 15 255 109 + 80 MAB " 750507 4_-zpå 80 MAB 7 253 33 _9 197 77

760513

_{:på 80 MAB} ₁₆

'

₂₅₉

_w

₆₅ ₁₅ ₂₁₂ ₈₃ 780518_{:på 80 MAB_} ₁₆ ₂₆₂ ₈₃ ₁₅ ₁₉₅ ₇₇

Värdena i tabell 2 har uppritats i figur 8.

(35)

23

a = På grUsvägen.

' = På 'cementstabss 8:0 MAB. Rrovstr. utan sand (str. 1,2,7,8,9).

MP0 = - -' -H- -N- .V Provst-r. med sand (str. 3-6).

333 - . [ 3MJÅ . ' . . 2H34 . um -50 a: 100 a

19731 '1971. I* 1975 'I i976 ['1977 I 1977

Figur 8. E-modul (mdv) på Vägytan. Lägsta uppmätta

__

genomSnittligá-bärighet under tjällossning på

provsträCkor med sand (Str 3-6) och övriga sträckor. Värden från 1973 avser period

när-'mast efter tjällossningens slut.

Tabell_2 och figur 8-visar att också under tjälloss-ningsperiod har den genomsnittliga bärigheten bibehål-lits på en högre nivå på provsträckOrna med sand.

Den genomsnittliga bärigheten ger en viss uppfattning om resultatet av cementstabiliseringen,'Fördelningen

och spridningen mellan enskilda bärighetsvärden kan

emellertid variera avsevärt även om medelvärdet är

oför-ändrat Vilket antyds av.std-avvikelsen som anges i

tabellen;

\

'

i

För att påvisa hur de enskilda bärighetsvärdena (E-mo-dulerna) varierat redovisas i bilaga 6 frekvensdiagram

över antalet E-modulvärden i Olika bärighetsklasser med

klassbredden 20.MPa- '

'

(36)

24

Av bilaga 6 framgår att på provsträckorna med sandpå-fyllnad är E-modulvärdena bättre samlade efter

cement-stabiliseringen och lägsta E-modulvärdena har under åren 1974-76 varit cirka 200 MPa. På sträckorna utan

sand är E-modulvärdena betydligt mera spridda och fram-förallt har de lägsta E-modulerna hela tiden legat kvar på ungefär samma nivå som före cementstabiliseringen. Sammantaget för hela provvägen visar bärighetsmätning-arnas resultat att den påförda sanden medfört en påtag-lig förbättring av överbyggnadens materialkvalitet som

resulterat i en jämnare och bättre kvalitet på

cement-stabiliseringen. En jämn kvalité på dessa provsträckor

var också målet för att de skulle vara jämförliga vid

värderingen av de provade åtgärderna mot tvärsprickor.

Ett försök att särskilja.bärighetsförändringarna på

respektive provsträckor har gjorts i tabellerna 3 och

4. På grund av att sträckindelningen gjorts främst för

att skapa jämförbara sträCkor för de olika metoderna avsedda att motverka tvärSprickor och inte för att jäm-föra bärigheten så erbjuder den senare jämförelsen svå-righeter genom de glest (c/c TOO-m) placerade mätpunk-terna. De fåtaliga mätpunkterna gör att bara fem prov-sträckor innehållit 3 eller flera mätpunkter. Även

re-sultaten från dessa bör ockSå genom stor spridning för

de enskilda mätvärdena tolkasrenbart som antydningar.

Resultaten antyder att sträckorna 2, 3 ooh 4 ökat sin

bärighet till och med 1975 men därefter visar tendenser

till bärighetsförsämring,

Resultaten från sträcka 1 antyder-att bärigheten redan

efter tjällOsSningen våren31974 försämrats betydligt.

Denna sträcka har också skadats meSt av tjälrörelser.

(37)

25

Tabell 3. Medelvärden för E-moduler på vissa

provsträc-kor. Mätningar under sommaráhöet-period.

En-dast medelVärden från provsträckor med tre eller flera mätpunkter har'medtagits.

Prov- Antal E-modul (mdv) MPa

str. mät- På grusväg På cem.-stab.ytan På beläggningsytan av 80 MAB

nr punk- 73.08 78.09.14 73.09.26 74.07.08 75.07 76.08 78.08

ter MPa MPa ' MPa MPa MPa MP3 MP3

1 3 3256 280 281 200 189 194 186 2 4 176 214 ' 229 298 312 270 228 3 4 136 191 269 350 378 338 298

4

5

168

218.

241

296

299

290

272

5 v 2 ' 6 _1 7 1 8 1 8 9 3 260 266' 267 266 241 208 210

Tabell_4, Medelvärden för E-modulen på vissa provsträc-kor. Lägsta bärighet under tjällossning

(un-dantag 1973-07 som avser värden kort tid efter tjällossning)m3

Prov- Antal E-modu1f(mdv) MPa

str. mät- På grusväg 'På beläggningSytan av 80 MAB'

nr punk- 73.07' 75 05 02- 75 05.07 76.05.13 78 05 18 ter ' ' ' x

1

3

182 .122 _ _

113 1'112

106

2

4

127 253' 1

224

241

218

3 4 122 .271' 258 259 233 4 5 119 273' 237 242 248 5 2 2 6 1 7 1 8 1 9 3 180 218 171 150 143

6.2 Jämnhet i Vägens längsled

De Vid CHLOE-mätningarna erhållna-mätresultaten har

an-. * ' .. I 1

vänts för beräkning_av PSI )-värden inom skalan 0*5

an-givande jämnhetsstandarden på vägytan i ett spår på

vardera körfältet;

I tabellerna 5 och 6 nedan har PSIêvärdena

samman-gställts.

*)

VTI MEDDELANDE 153

(38)

26

Tabell 5. PSI-värden på höger väghalva i riktning mot Lo.

Mättidpunkt Provsträcka 1 2 3 4 5 ' 6 7 8 9.

1973-10-29

3,2 3,4 3,4 3,1 3,4 3,5 3,2 2,8 3,2

1974-09-24

3,1 3,5 V3,4 3,1 3,5 3,7 3,1 2,8 3,4

1975-11-05

2,9 3,6 3,4 3,1 3,6 3,6 3,4 -3,1 3,3

1978-08-22

2,1 3,5 3,0 3,0 3,4 »3,5 3,0 2,7 2,6

Tabell 6. PSI-värden på vänster väghalva i riktning mot Lo.

Mättidpunkt _ Provsträcka 4 .

1

2

3

4 5 I

6 '7

8

9 1973-10-29

3,2 3,8 3,5 -2,9 3,6; 3,3' 3,3 3,1 3,2

1974-09-24

3,3 3,8 3,8, 3,5 3,6 3,3 '3,6 3,7 3,0

1975-11-05

2,8 3,9 3,5 3,1' 3,7 3,2 3,5 3,3 3,2

1978-08-22

2,2 3,6 3,3 2,8 ,3,6 _2,7 23,3 3,1 3,1

Resultaten av CHLOE-mätningarna visar att jämnhetsstan-darden bibehållits hög på nästan alla sträckor. Om man jämför resultaten från 1973-10 och'1978-08'framgår att på de flesta sträckorna var PSI-värdet nästan oföränd-rat efter 5 års påverkan av trafik och klimat.

Provvägen.kan alltså genomSnittligt sägas ha bibehållit - sin jämnhet väl.

Att PSI-värdet vid mätningen.1973-10229 i något fall var

lägre än värdet vid efterföljande mätning 1974-09 kan

eventuellt bero på inverkan av begynnande tjälning 1973-10-29 och därav ev uppkomna ojämna lyftningar.

Även beträffande PSI-värdet har de två typerna av prov-sträckor'med respektive utan sandpåfyllnad jämförts. Detta har gjorts i figur 5 och 6 där värdena ur

tabell-erna 5 och 6 har sammanställts;

Försämringen av PSI-medelVärdet har som synes varit

näs-tan eXakt lika på vänster väghalva mot Lo och på höger väghalva endast obetydligt större på sträckor utan sand.

(39)

27

PSI

I

: PSI

5

4 4« 3 . _{3 .} _M 2 ' * 2 ' 1' '1' 0 4 : : s : I O :_ i_ 4%_ :_ 3_ 1973 -74 -75 -76 -77 -78 I- 1973 74 75 7.6 77 78

Fig 5. PSI-Värden (mdv) på Fig 6. PSI-värden (mdv)

höger Väghalva, på Vänster

Väg-riktn. mot Lo. halva, riktn.

mot Lo. --- = Provstr. 3,4,5,6 .

---(med 5 cm sand). Provstr. 3,4,5,6

--- = Provstr. 1,2,7,8,97 --- Provstr. 1,2 ,7,

(utan sandpåfyllnad) " \ 8,9

Tabellerna 5 och 6 Visar PSI-värdena vid olika

mättill-fällen på olika provsträckor. För att jämnhetsföränd-ringarna på olika sträckor skall kunna överblickas lätt-are har Värdena också ritats upp i figurerna 7u12;

PSI

_PS'

5

5 '_'PROVSTRÄCKA 2

4 '

. PROVüÄCKAZ

4 '

AN

\ i _ i .. g - ef 'CF - _ . . _ __*D

3 <

3 -2 4

2;?

1 - 1

0 1973:'- -74 i -75 ' *76.r-7'Z1'4-78'

" 0* '197.3 -74 ' -75 ' Jmf-77' -78

Fig 7. PSI-värden (mdv) på _\Ä'Fig'8, PSI-värden (mdv)

höger Väghalva, -' ' ' .' på Vänster

väg-riktn. mot Lo. ' .- ' ,' halva, riktn.

mot Lo.

(40)

28

P54

5 4 4 PROVSTRÄCKA 6 _ -____ 5 3 * "f' 4 *_ 2. 1.

0 1973' _71. ' -75 ' -76 ' -77' -78

Fig 9. PSI-Värden (mdv) på-högerlväghalva,

riktn. mot Lo.

P51 5 4' U PROVSTRACKAQ 3. 24

1'

I

O : å : . 4 .'t i' 1973 -74 -75 -76 -77' -78 F19 11. PSI-värden (mdv) på_

höger Väghalvá,

riktn; mot Lo.

I^ \ \ PROVSTRÄCKA 8 PSI 5 .4 - _AEEOVSTRÄCKA 5

3«

-1.

6.. 2 . 1 .. '0 1973' -74' -75"-76'*-77 '-78 - Fig 10. PSI-Värden (mdv) på Vänster Väg-halva, riktn; 'mot Lo.

PSI<

₅ _{_} 4.

3-

/

W

9 ""

*'

2 . 14

0 1973: -74 i" -754176 i -77 i -78

Fig 12. PSIlvärden(mdv)

på Vänster

väg-halva, Mmot Lo. riktn. Å'

Om man jämför PSI-värdena för enskilda sträckor som

gjorts i figur 7-12 så framträder viSSa skillnadér

mellan sträckorna. SärSkilt gäller áetta för figur 7-8

som ViSar att jämnhéten på sträCka_1 försämrats

betyd-ligt mer än de närmast jämförliga sträckorna 2 och 7.

(41)

29

I övrigt är skillnaderna mellan sträckorna inte

anmärk-ningsvärda, (figur 9-12).

Att provsträcka 1 drabbats mest av jämnhetsförsämring beror Säkerligen i första hand på att undergrundsmate-rialen är speciellt tjälfarliga och att de hydrologiska förhållandena samtidigt är ögynnsamma. Breda längsgåen-de sprickor i vägytan visar att kraftiga tjällyftningar förekommer.

Som helhet har provsträckorna (med undantag av str 1) väl bibehållit den jämnhetsstandard som uppnåddes vid

påläggningen av slitlagret 80 MAB hösten 1973.

6.3 Vägytans jämnheti vägens tvärled

. *

Ur de med VTI:s "BIFROST"-mätare )

lerna har spårdjup beräknats med dator. Resultaten har

uppmätta

tvärprofi-sammanställts i bilagorna 7e10.

Definitionen av spårdjupet i en normalprofil visas i

figur 13. Profilbredden aVSer här ett körfält vilket på

provvägen Hammar-Lo motsvarar en väghalva.

Vid datorbearbetningen kan i speciella fall erhållas

resultat som kräver speciell tolkning. '

Ett sådant fall är om någon av tvärprofilens ändpunkter ligger lägre än närmaste minimum. Detta kan exempelvis inträffa om vägkanten eller vägmitt blir mera nertryck-ta än vägbanan i övrigt. l'sådant fall registreras änd-punkten av datorn som min-punkt och spårdjup. Dessa specialfall uppträder-oftast vid mätning kort tid efter trafikpåsläpp då eventuellt begynnande spårbildning är

mindre än övriga förändringar i.tVärprofilen.

* _ .

Beskriven i VTI Rapport nr 22;

(42)

30

SPÄRDJUP

H

BERÄKNAD NOLLINJE

Figur 13. Normalprofil för ett körfält med spårdjupen

M1 och M2 samt maxpunkt mellan de två min-punkterna M1 och M2.

Ur VTI Rapport nr 22.

För att även på detta tidiga stadium kunna registrera eventuell spårbildning beräknas spårdjupet med en komp-letterande metod. Det på dettasätt_beräknade spårdjupet

brukar benämnas "Minnes0ta"áspårdjup. I detta fall av_

söker datorn tvärprofilen Stegvis med förflyttning 17 mm per steg och beräknar därvid i varje steg min-värdet

(spårdjupet) mellan-två_ändpunkter med konstant 1,2 m

avstånd, På detta sätt beräknas de två stÖrSta

spår-djupen motSVarande M1 ooh M2 1 figur 13. Begynnande

spårbildning kan ofta med denna metod konstateras

tidi-gare.

Vid datorbehandlingen beräknas också profilens

medelni-vå och standardavvikelsen kring denna.

Den därvid beräknade standardavvikelsen'kan sägas vara

ett uttryck för tVärprofilens ojämnhet och redovisas här tillsammans med spårdjupen.

På provVägen HammaråLo har som framgår av tabellerna i bilagorna 7-8 "Spårbildning" kunnat-särskiljas endast

i ett fåtal sektioner.

'

g

i 1

'Av det föregående har framgått att detta inte behöver

innebära att profilen inte har formförändrats.

(43)

31

På den här aktuella Vägtypen med endaSt 6 m total väg-bredd är förmodligen inte de rullande fordonens

sido-läge desamma som på en bredare väg. Det är mycket

tro-ligt att särskilt lastbilar körs med vänsterhjulen i

vägmitt om inte mötande trafik tvingar ut fordonen mot

vägkanten. Detta förhållande samt böjstyvheten hos det

cementstabiliserade bärlagret har tydligen medfört att ingen egentlig spårbildning uppstått. En annan bidrag-ande orsak är troligen den relativt låga trafikmängden

(ÅDT 1975 : 820 axelpar).

Eftersom "spårbildning" uppmätts endast i ett fåtal

sektioner och något representativt värde för respektive provsträcka därför inte kunnat erhållas har endast en-skilda uppmätta värdena angivits i tabellerna i bila-gorna 7-10. I dessa bilagor har också tvärprofilernas standardavvikelser sammanställts. Resultaten av dessa

är mera regelbundna och har därför här anVänts för

jäm-förelser.

I figur 14 har ökningenunder tiden 1973-78 av tvärpro-filernas standardavVikelser på respektive provsträckor ritats upp. Därav framgår att den största

formföränd-ringen av tvärprofilerna skett på sträckorna TV, SVQH,

6V, 7H samt på 9V2H. .

i

' '

Om man_jämför provSträckor utan sandpåfyllnad (str 1, 2,

7, 8, 9) respektive med sandpåfyllnad (str 3, 4, 5, 6)

så framgår av figur 14 att det inte är någOn tydlig

skillnad mellan de två typerna av provsträckor i fråga

om standardavvikelsens förändring.

(44)

32 Std avv. i mm 5 ..

1|2I3|415I61r7l819

Provströcka nr 1

Figur 14. Ökningen hos tvärprofilernas standardavvikel-ser från 73-10 till 78-08.

Mdv för 4 mätlinjer per provsträcka.

--- -- = Vänster väghalva. Riktning mot Lo.

Höger

-

-6.4 Tjäldjup och upptining

Resultaten av tjälgränsmätningarna 1973+74 och 1974-75 har redovisats i byggnadsrapporten medan 1977-78-års

mätningsresultat har uppritats i figur 15 nedan.

(45)

33

0 i _ ÖVRE TJÄLGRÄNS UNDRE TJÄLGRÄNS V 0/220 0/220

100-

'

*i

\

a- . t \ 2/002 . . \ a . D 8 i ' : zma-cm , ' 'g_' Q ;t . - .' i

Nov 1 Dec > Jan IfFeb I MarsIApril [Maj 1 Juni

1977 ; *

_{y »:^> 1978}

-Figur 15. Tjälgränsens djup under vägytan vintern 1977-78. 'A4

-Tjälgränsmätningarna ger exempel på hur stora skillna-der i tjälens nedträngning som kan förekomma efter vä-gen. Den stora skillnaden i maximalt tjäldjup ca 70 cm

förklaras till största delen av jordarts- och

fuktig-hetsförhållandena. Jordlagrens uppbyggnad undersöktes

före Cementstabiliseringen i de två aktuella

mätsek-tionerna och har angivits i figur 16.

De två sektionerna för tjälgränsmätning var utvalda för

att representera-ytterligheter beträffande

jordmateria-lens tjälfarlighet. Enligt resultat från avvägningar som redovisats i VTI:s Internrapport nr 216 var tjäl-lyftningarna störst i området vid sektion 0/220

(46)

34

(ca 15 cm) och bland de minsta vid sektion 2/000 (ca

2 cm).

Det har också vid inspektionerna framgått att tjällyft-ningarna på provsträcka 1 (0/640-0/500) varit svåra och

främst orsakat kraftiga längsgående sprickor.

0/220 _Djup. 2/000 i m 0...

?NP

3

Figur 16. Jordlagerföljd i de två sektioner där tjäl-gränsmätare installerats, Enligt

markunder-sökning.

(47)

35

6.5 Tjällyftningarnas storlek

Av resultaten (som redovisats i byggnadsrapporten) fram-går att lyftningarna var störst på provsträckorna 1, 4 och 7 samt att de största lyftningarna där var av

stor-leksordningen 9-18 cm. På den huvudsakliga delen av

vä-gen var däremot lyftningarna endast 3-4 cm. 6.6 Trafikens storlek och sammansättning

Enligt de trafikflöden som angivits i 1975 års trafik-flödeskartor var ÅDT (årsdygnstrafiken) = 820 axelpar.

Vägförvaltningen i Y län har dessutom undersökt trafiken vid två tillfällen, maj 1974 samt mars 1978. Vid båda tillfällena räknades trafik dels manuellt och dels med automatiskt registrerande trafikräknare. Resultaten har

redovisats i bilaga 11. D

Därav framgår att medeldygnstrafikens var 1030 axelpar

vid räkning den 15 maj 1974 och 928 axelpar 14-15 mars

1978. Antalet tunga fordon (lastbilar ooh bussar) var

vid mätningen i maj 1974 = 17,5% och i mars 1978 = 11%.

Andelen tunga fordon var som framgår vid vårmätningen 1974 relativt hög om man jämför med det värde som anges i Vägverkets byggnadstekniska anvisningar som riktvärde för dimensionering, nämligen 10% av den beräknade

tra-fikmängden under årsdygnet.

6.7 TvärsprickOr

Tvärsprickorna i slitlagerytan har SärSkiljts från andra skador främst för att provvägens syfte, som framgått, varit att prova några metoder just.avseddavatt motverka

uppkomsten av sådana tvärsprickor.'l '

FrekVensen av tvärsprickor på olika proVSträckor har

sammanställts i tabell 7,

(48)

36

Tabell 7. Frekvens, FS, vid olika tidpunkter. ZZ

Fs =

5 m/m

våglängd

där

Ks = enskilda tvärsprickors längd i m

en-ligt uppmätning. Väg-längd = provsträckans Väg-längd i-m.

Tidpunkt

Provsträcka nr

1 2 3 4 5 6 7 8 9 F_s F_s F_s F_s F_s F_s F_s F_s F_s 31/10-73 O O O ' O O O O O O

28/3-74 *0,09 0,09 0,17 0,06 0,13 0,11 0,13 0,09 0,05

14/5-74 0,11 0,09 0,17 0,06 0,14 0,14 0,13 0,12 0,07

27/9-74 0,14 0,11 0,19 0,11 0,14 0,12 0,18 0,22 0,08

9/4-75

0,27 0,25 0,41 0,37 0,20 0,19 0,28 0,37 0,20

/10-75 -0,25 0,21 0,37 0,28 0,18 0,18 0,19 0,26 0,16

4/5-76

0,38-0,35 0,54 0,48 0,22 0,23 0,26 0,58 0,38

2/9-76 '0,31 0,24 0,38 0,39 0,23 0,20 0,29 0,38 0,36

4/7-78

0,45 0,62 0,80.0,70 0,29 0,33 0,36 0,76 0,44

Tabell 7 visar att de speciella åtgärder som vidtagits för att minska sprickfrekvensen i slitlagerytan inte haft avsedd effekt. Andra faktorer har tydligen i betyd-ligt högre grad påverkat sprickfrekvensen.

Till en början kan de provsträckor jämföras som tillhör den del av Vägen (provstr 3-6), vilka genom

gruspålägg-ning behandlats för att sträckorna sinsemellan skulle

bli likvärdiga.

' >

AV dessa har proVSträckâ 3 (förankrithsträckan) och sträcka 4 (med låg vattenmättnadsgrad) de klart högsta sprickfrekvenserna_i juli 1978 medan skillnaden mellan 'provsträckorna.5 ooh 6 (referenssträckan) är ganska

obetydlig. _ ä '

Av de senare har referenssträoka 6 något högre frekvens

än1emulsionssträcka'5. Men som redan påpekats är

skill-naden mellan dessa sträckor obetydlig.

(49)

37

Övriga sträckor 1, 2, 7, 8 och 9 Visar sprickfrekvenser varierande mellan 0,36 på sträcka 7 (referenssträcka B) och 0,76 på sträcka 8 (referenssträcka C).

För att direkt kunna jämföra olika sträckors frekvens av tvärsprickor och samtidigt några kända faktorer som

skiljer sträckorna behandlings- eller materialmässigt

har sammanställningen enligt figur 17 gjorts.

Frekvens tvärsprickor , FS _{i Provvägsdel} _. _Å 0.81 * CLS-(154

04-(13< ' (12* OJ ' 0.4 Provstr. nr 1 2 3 4 5 6 e 7 8 9 Typ av För- Låg .Före Låg , Emul- Ref. ' Ref.; Ref. Låg provstr. ankr. ,vat- ankr. vat- sion str A str B str C

vat-' tenm. . tenm. ' tenm.,

Sandpå-* ( _ 3 fylln. cm - H - 5 5 5 . 5 - - -Cem.-sort Std Std LH ' LH LH '.LH _ Std Std Std Cem."kvot Z' 6,5-1028102 6,5% 6,5% 5,02 5,02 T 10% 52 6,52 -"- kg/m2 _ _21-29- 30 21 21 16 , 16 30 16 2 Vattenkvot z. ' 7 _ *4-7 6,5 '4 5,3 5,3 9 5,3 4 (nom) ' 4 .

saa, -

.- -

0.57. -

-

- > -

.-iAsf.-emulsion - . á 7* - - 12 4? - - i' -Tryckh.provkr mdv, MPa ' Instampade prov: _. lägst/högst 1,3/5,9L.4/1,91,0/2,11,2/3,41,0/1,90,8/1,8 .5,1 5,1 -Utborrade "* ä prov: _ lägst/högst _ *) ' *)l *) mdv MPa 4,8 4,2' (4,1) (7,3) .5,5 (5,4) 9,4 6,0 3,3

* ' __ l. _

)Storlprocentandel punkter där hela borrkärnor ej

:kunnat erhållas. Se byggnadsrapporten.

(50)

38

Som visas i figur 17 kan man urskilja två huvudgrupper med ungefär samma sprickfrekvens inom respektive grupp. Den första huvudgruppen består av provsträckorna 5, 6 och 7 med sprickfrekvenserna (1978-07) 0,29, 0,33 och 0,36.

Den andra huvudgruppen består av provsträckorna 2, 3,

4 och 8 med sprickfrekvenser mellan 0,62+0,80 eller med

andra ord ungefär dubbelt så höga som i första gruppen. Provsträckorna 1 och 9 med sprickfrekvenserna 0,45 och 0,44, kan med denna indelning.sägas utgöra en

mellan-grupp.

"Gemensamma nämnare" för provsträckor med_samma sprick-frekvens borde - om de funnes - kunna återfinnas i

ta-bellen i figur 17. Som synes framstår dock.inte någon

av de medtagna faktorerna som ensam orsak till låg eller hög sprickfrekvens. Som exempel kan tas referenssträck-orna 6 och 7 som innehållernästan alla av de varianter, som finns mellan olika provsträckor och ändå är

sprick-frekvensen praktiskt taget lika. Även det

cementstabi-liserade Vägmaterialet skiljer signmellan dessa två

sträckor, vilket är huvudorsaken till skillnaden i

proportionering. Det sistnämnda skulle eventuellt betyda en gemensam nämnare nämligen lika

hållfasthetsegenska-per efter cementstabiliseringen. Inte heller detta vi-sar sig stämma om man granskar i byggnadsrapporten till-gängliga uppgifter om hållfasthet i det cementstabili-serade lagret. Provkroppar tillverkade vid stabilise-ringen reSpektive efter cementstabilisestabilise-ringen utborrade

prov visar att hållfastheten i det cementstabiliserade

lagret på provsträCka 7 (i de provade punkterna) var be-tydligt högre än på provsträcka 6 och för övrigt de .

högsta på hela vägen.

Låg hållfasthet i det cementstabiliserade lagret kan således inte utgöra förklaringen till den låga sprick-frekVensen på provsträcka 7._Däremot kan låg

(51)

39

het möjligen vara en orsak till låg sprickfrekvens på

referenssträckan 6 och provsträcka 5 med

emulsionstill-sats.

Sammanfattningsvis kan beträffande de vidtagbara åtgär-derna för att motverka uppkomsten av tvärsprickor i

slitlagerytan fastställas:

a) Det kan ej uteslutas att metoden att blanda in as-faltemulsion i Vägmaterialet före

Cementstabilise-ringen kan ha haft en_viss effekt då provsträckan

har den lägsta sprickfrekvensen av alla provsträckor.

Frekvensen tvärsprickor är dock ungefär lika låg på

den intillbelägna referenssträckan (str 6) som

från-sett emulsionstillsatsen utförts på samma sätt.

b) "Förankringsmetoden" som använts på provsträckorna 1

och 3 har ej gett avsedd effekt och provsträckan 3

har den största frekVensen tvärsprickor medan sträcka

1 har erhållit något lägre frekvens sprickor.

c) Låg vattenmättnadsgrad i det cementstabiliserade ma-terialet vid packning harinte heller gett avsett resultat och inom den egentliga provvägsdelen har provsträcka 3 erhållit den näst högsta frekvensen.