Bärighetsklassificering av flygfältsbanor. Etapp 1. Inledande parameterstudie

VT

Nummer : V 188 Datum: 1992-06-24

Titel: Bärighetsklassificering av flygfältsbanor. Etapp 1. Inledande parameterstudie

Författare: Håkan Carlsson

Avdelning: Vägavdelningens vägkonstruktionssektion Projektnummer: _41437-5

Projektnamn: Känslighetsanalys av PCN-metoden för bärig-hetsklassificering av flygfält Uppdragsgivare: FortF/Luftfartsverket Distribution: Begränsad dv Väg- och Trafik-/

Insgitute't

Håkan Carlsson

1992-06-24

VTI Vägavdelningen

Bärighetsklassificering av Hygfältsbanor.

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

SAMMANFATTNING... I 1. INLEDNING ... .. 1 2. BÄRIGHETSKLASSIFICERING... .. 2 2.1 Fallviktsmätning... .. 2 2.2 Modulberäkning... .. 2 2.3 Periodindelning ... .. 2 2.4 Klassiñceringsberäkning ... .. 2

3. KÄNSLIGHETSBERÃKNINGAR ... .. 4

3.1 Överbyggnad ... .. 4

3.2 Periodindelning ... .. 5 3.3 Variede beräkningsparamcn'ar ... .. 5 4. RESULTAT... .. 9

4.1 Bitumenbundna lagrets E-modul. ... 9

4.2 Bärlagergrusets E-modul ... 10

4.3 Materialkonstanten i asfaltkritcrict (Kinghams formel)... 10

4.4 Undergrundcns E-modul under tjällossningsperiodcn... 11

4.5 Längden på tjällossningsperioden. ... 12

4.6 Sammanställning och kommentarer. ... .. 13 BILAGA

SAMMANFATTNING

Vid bärighetsklassificering av flygfältsbanor i Sverige används sedan ca 10 år den internationella ACN/PCN-metoden. ACN är förkortning för Aircraft Classification Number och PCN för Pavement Classification Number. ACN uttrycker den relativa nedbrytningseffekten av ett flygplan på en överbyggnad med en undergrund av en viss hållfasthet. PCN uttrycker hållfastheten hos en överbyggnad för ett obegränsat antal överfarter, varmed i detta sammanhang förstås 10 000 normerade överfarter i samma spår.

Vid bärighetsklassiñcering enligt VTIs analytiska förfarande utförs beräkningen av PCN stegvis. Dessa stegvisa beräkningar inkluderar flera olika parametrar. Vissa av dessa parametrar är beräknade eller uppmätta, medan andra är antagna på erfarenhetsmässiga grunder. Syftet med detta projekt är att, genom teoretiska beräkningar, undersöka hur variationer i ett antal utvalda parametrar påverkar slutresultatet (PCN-talet).

En bärighetsklassiñcering börjar med en fältmätning utförd med fallviktsutrustning. Resultatet från fältmätningen samt uppgifter om lageruppbyggnaden ligger till grund för att beräkna uppbyggnadslagrens E-moduler. Med hänsyn till fältets geografiska läge genom en periodindelning av året samt uppgifter om uppbyggnaden och dess E-moduler beräknas påkänningarna i konstruktionen och det tillåtna antalet singelhjulöverfarter för konstruktionen. Det beräknade antalet tillåtna singelhjulöverfarter används sedan för att beräkna uppbyggnadens PCN-tal.

I denna känslighetsanalys har beräkningar utförts på två grusbitumenöverbyggnader, en stark och en svag, ovanpå två undergrunder, en stark och en svag. För dessa fyra olika kombinationer av uppbyggnader beräknas PCN-talen med nominella värden på beräkningsparametrarna.

För att utföra känslighetsanalysen på beräkning av PCN-talet har utvalts fem beräkningsparametrar, det bitumenbundna lagrets E-modul, bärlagergrusets E-modul, materialkonstanten i asfaltkriteriet (Kinghams formel), undergrundens E-modul under tjällossningspeiioden och längden på tjällossningsperioden. Dessa parametrar varieras var för sig och variationsområdena uppskattas för respektive parameter så att den överensstämmer med en möjlig verklig variation. PCN-talen beräknas med de nominella värdena samt med det största och minsta värdet i variationen av parametem.

Resultatet av känslighetsanalysen är att en variation i de tre parametrarna beläggningens E-modul, bärlagergrusets E-modul och materialkonstanten i asfaltkriteriet påverkar resultatet (PCN-talet) markant. En variation av det bitumenbundna lagrets E-modul med 30 % ger en motsvarande variation i det resulterande PCN-talet med ca 30 %. En variation av bärlagergrusets E-modul med 33 % ger en motsvarande variation i det

resulterande PCN-talet med ca 16-18 %. Beräkningarna visar att en liten variation, 1/10,

av den nominella materialkonstanten i Kinghams formel (4,1) påverkar det resulterande PCN-talet väldigt mycket. En sänkning av konstanten från 4,1 till 4,0 resulterar i ett ca 30 % lägre PCN-tal och en höjning av konstanten till 4,2 resulterar i en höjning av PCN-talet med ca 45-50 %.

En variation i de Övriga två utvalda parametrarna, undergrundens E-modul under tjällossningsperioden och längden på tjällossningsperioden, påverkar resultatet (PCN-talet) endast marginellt, ett par procent, eller inget alls.

1. INLEDNING

I början på 1980-talet införde International Civil Aviation Organization (ICAO) en ny metod, ACN/PCN-metoden, för bärighetsklassiñcering av flygfältsbanor. ACN är förkortning för Aircraft Classification Number och PCN för Pavement Classification Number.

ACN uttrycker den relativa nedbrytningseffekten av ett flygplan på en överbyggnad med en undergrund av en viss hållfasthet. PCN uttrycker hållfastheten hos en överbyggnad för ett obegränsat antal överfarter, varmed i detta sammanhang förstås 10 000 överfarter i samma spår. Om således flygfältsbanans PCN är större eller lika med ett flygplans ACN behövs inga restriktioner för trafik med planet. ACN för vanliga flygplanstyper erhålls ur tabeller, som är uppdelade efter överbyggnadstyp (Rigid eller Flexible) och fyra undergrundsklasser (ultra low - high), med ett värde för tomt plan och ett värde för fullastat och fulltankat plan.

För flygfält avsedda för lätta flygplan, gränsen mellan lätta och tunga flygplan är 5700 kg, rapporteras högsta tillåtna flygplansvikt och högsta tillåtna ringtryck.

För flygfält avsedda för tunga flygplan rapporteras bärigheten med att ange ett PCN-tal, ex PCN 50.

Vid bärighetsklassiñcering enligt VTIs analytiska förfarande utförs beräkningen av PCN-talet stegvis. Dessa stegvisa beräkningar inkluderar flera olika parametrar. Vissa av dessa parametrar är beräknade eller uppmätta, medan andra är antagna på erfarenhetsmässiga grunder. Syftet med detta projekt är att, genom teoretiska beräkningar, undersöka hur variationer i ett antal utvalda parametrar påverkar slutresultatet (PCN-talet). En bättre vetskap om metodens känslighet för variationer i olika parametrar ger kunskap om vilken eller vilka parametrar som är av störst betydelse för slutresultatet och därmed kräver den största noggrannheten vid beräkningen. Resultatet från känslighetsanalysen är också ett underlag för fortsatta projekt inom forskning och utveckling rörande bärighetsklassiñcering av flygfält

2. BÄRIGHETSKLASSIFICERING

Bärighetsklassiñcering av flygfält enligt PCN-metoden utförs stegvis enligt följande: 2.1 Fallviktsmätning

Först görs en bärighetsmätning på flygfältet med en fallviktsutrustning. Mätningen går i korthet till så att ytan belastas med en dynamisk belastning på ca 130 kN. I belastningstillfallet mäts nedsjunkningama (deflektionerna) på ytan i olika avstånd från belastningscentrum. Deflektionema bildar en deflektionsproñl med formen av en sjunktratt med värden från 0 till 1500 m från belastningscentrum.

2.2 Modulberäkning

Uppgifter om överbyggnaden och sedan delas överbyggnaden och undergrunden in i ett antal olika lager beroende på vilka typer av lager som ingår i överbyggnaden. Den uppmätta deflektionsproñlen används sedan i datorprogrammet

CHEVRON för att beräkna elasticitetsmodulema (E-modulerna) för de olika lagren. De

E-moduler som beräknas gäller vid mättillfället, vid den rådande asfalttemperaturen och årstiden.

2.3 Periodindelning

För att ta hänsyn till årstidsvariationema så delas året in i perioder med avseende på tjällossning och beläggningstemperatur för det aktuella tlygfältets geografiska läge. Oftast räcker det med att dela året i tre perioder, tjällossning-, sommar- och höstperiod. Under vintern, när uppbyggnaden är frusen, antags det inte ske någon nedbrytning av uppbyggnaden.

De E-moduler som beräknats för mättillfället anpassas för varje period. Asfaltens E-modul anpassas efter asfalttemperaturen för varje period. E-modulen för undergrunden, och i vissa fall för de obundna överbyggnadslagren, sänks för tjällossningsperioden. Storleken på sänkningen beror på hur tjälfarligt materialet är, men en E-modul på ca 75% av E-modulen under sommaren är normalt. För vissa material som inte är tjälfarliga, t.ex. grövre bergkross, behöver E-modulen inte sänkas under tjällossningen.

2.4 Klassificeringsberäkning

De E-moduler som tagits fram för resp period matas in i ett datorprogrammet (ADBDIM) som beräknar antalet tillåtna singelhjulöverfarter vid en viss singelhjullast (ESWL).

Uppbyggnaden skall under sin livslängd klara ett obegränsat antal singelhjulöverfarter vilket har antagits vara 10 000 singelhjulöverfarter. Ringtrycket har också fastställts till

För några valda singelhjullaster med ringtrycket 1.25 MPa beräknas först töjningarna i underkant på asfaltbeläggningen och i överkant på de obundna lagren. Töjningen för asfaltlagret sätts in i kriteriet (Kinghams formel) med följande formel:

N = 2.16 x 10-14 x 1.16 (1.8 x T+32) / ed

N = tillåtet antal singelhjulöverfarter

T = medeltemperaturen i beläggningen i 0C

8 = dragtöjningen i underkant på beläggningen (1 = en materialkonstant som uppskattas till 4.1

Töjningen i de obundna lagren sätts in i kriteriet med följande formel:

N = lolog (2.8 x 10-2 / e) / 0.25

N = tillåtet antal singelhjulöverfarter

8 = vertikaltöjningen i överkant på det obundna lagret

Det kriterium som ger det lägsta antalet tillåtna överfarter blir dimensionerande.

De beräknade antalet singelhjulöverfarterna för resp last ritas in i ett diagram varefter den singelhjullast som motsvarar en livslängd på 10 000 singelhjulöverfarter avläses. Enligt PCN-metoden divideras sedan den singelhjullasten i Newton med 5000. Detta värde är det PCN-tal som gäller för uppbyggnaden. Exempelvis så kan singelhjullasten 200 kN ge en livslängd på 10 000 överfarter. Då divideras 200 kN med 5 vilket ger 40, som är det aktuella PCN-talet.

3. KÄNSLIGHETSBERÄKNINGAR

Känslighetsanalysen genomförs genom att teoretiska beräkningar utförs på två olika överbyggnader, en stark och en svag, ovanpå två olika undergrunder, en stark och en svag. För dessa fyra olika kombinationer av uppbyggnader beräknas PCN-talen med nominella värden på berälmingsparametrarna. För att göra en känslighetsanalys av. beräkningen varieras värdena på ett par olika utvalda parametrar. Endast värdena på en parameter varieras vid varje beräkning och PCN-talet beräknas med respektive ingångsdata. PCN-talen beräknas med de nominella värdena samt med det största och minsta värdet i variationen av parametern.

3.1 Överbyggnad

Överbyggnaden är en grusbitumenöverbyggnad, bestående av bitumenbundet lager, bärlagerng samt förstärkningslagergrus. Tjocklekarna på respektive lager bestäms med utgångspunkt från överbyggnadsstyrka. I figur 3.1 och 3.2 redovisas överbyggnadema med respektive lagertjocklekar. E-modulen antags nominellt vara 300 MPa för bärlagergruset, 150 MPa för förstärkningslagergruset, 120 MPa för stark undergrund samt 50 MPa för svag undergrund. E-modulen för det bitumenbundna lagret är beroende av beläggningstemperaturen för respektive period.

I 1) 220 mm asfaltlager

2) 300 mm bärlagergrus 3) 400 mm

förstärkningslager

I 4) Undergrund

Firl k imn"vr n

2 v i m n"v r 11 Fi 3.2 Periodindelning

I 1) 120 mm asfaltlager

2) 150 mm bärlagergrus 3) 250 mm törstärkningslage'

I 4) Undergrund

Fältet antags vara beläget i södra Mellansverige, med för läget representativa beläggningstemperaturer och periodindelning enligt tabell 3.1.

Period 1 2 3

Beläggningstemp.

3°C

22°C

1 1°C

Periodlängd 1 månad 4,5 månader 3,5 månader T P ' in lnin

3.3 Varierade beräkningsparametrar

För att utföra känslighetsanalysen på beräkning av PCN-talet har utvalts fem beräkningsparametrar som varieras. Variationsområdena uppskattas för respektive parameter så att den överensstämmer med en möjlig verklig variation.

3.3.1 Bitumenbundna lagrets E-modul.

E-modulerna på det bitumenbundna lagret för respektive period hämtas från sambandet mellan E-modulen och beläggningstemperaturen, se ñgur 3.3. Beräkningar utförs med en variation på i 30% av nominella E-moduler. De nominella E-modulema avläses på kurvan för MAB och vid beläggningstemperaturerna för respektive period. Variationen av E-modulerna med _-t 30 % av det nominella värdet motsvarar ungefär de båda andra kurvorna (HAB och AG).

0 5 10 15 E-MODUL MPA*10E3

3.3.2 Bärlagergrusets E-modul.

Bärlagergrusets E-modul antags nominellt till 300 MPa. Då bärlagret ligger direkt under beläggningen kan styvheten på detta lager förväntas ha en inverkan på storleken på töjningen i underkant beläggningen och därmed bärigheten. För att få en uppfattning om styvhetens inverkan på resultatet (PCN-talet) varieras styvheten mellan 200 MPa och 400 MPa. 200 MPa kan sägas motsvara ett dåligt bärlager och 400 MPa ett styvt bärlager.

3.3.3 Materialkonstanten i asfaltkriteriet (Kinghams formel)

Som kriterium för det bitumenbundna lagret vid klassiñceringsberälmingen används Kinghams formel:

2.16 * 10-14 :1: 1.16 (1.8 * T+32)/gd

tillåtet antal singelhjulöverfarter medeltemperaturen i beläggningen dragtöjningen i underkänt på asfalten en materialkonstant

cum

-a

z

z

Materialkonstanten i formehr härrör sig från sambandet mellan storleken på dragtöjningen och antalet tillåtna belastningar för materialet. Konstanten uppskattas vanligtvis vid bärighetsklassiñceringar av flygfält till 4,1. Beräkningar utförs med en

3.3.4 Undergrundens E-modul under tjällossningsperioden

I klassiñceringsberäkningen sänks E-modulen för undergrunden under tjällossnings-perioden. Hur stor sänkningen är beror på undergrundens material. Undergrundens E-modul för tjällossningsperioden uppskattas i dessa beräkningar nominth till ca 75 % av E-modulen för sommar och höstperioden. Beräkningar utförs med en undergrundsmodul för tjällossningsperioden som varieras mellan 50 % och 100 % av_ sommarperiodens undergrundsmodul.

3.3.5 Längden på tjällossningsperioden

Längden på tjällossningsperioden är beroende av flygfältets geografiska läge i Sverige, längre period i norr och kortare i söder. Den nominella längden på tjällossningsperioden är i dessa beräkningar 1 månad. Beräkningar utförs med periodlängder från 0,5 till 2 månader för tjällossningsperioden. I beräkningarna varieras tjällossningsperiodens längd och de variabler som den påverkar, höstperiodens längd och periodemas beläggningstemperatur. Den totala längden på den otjälade perioden hålls konstant. Detta för att visa på hur uppskattningen av tjällossningens periodlängd påverkar resultatet. Det blir ingen jämförelse mellan fält i norra och södra Sverige. Då skulle även den totala längden på den otjälade perioden behöva varieras och anpassas till det geografiska läget

3.3.6 Översikt

En Översikt över de utvalda beräkningsparametrama och dess variationsområden redovisas i tabell 3.2 och tabell 3.3.

PCN-tal GT

STARK SVAG

U STARK SVAG STARK SVAG

Parameter

E-modul

B E-modul

Materialkonstanten i Kin formel U E-modul under 'äll

T. . .

0.0' 2 VQ1E'ÄO-.e 'le .4.1503311V. I'

Parametrar Nominellt värde Variationsbredd Beläggningens E-modul Temperaturberoende i 30 %

Bärlagergrusets E-modul 300 MPa 200 - 400 MPa Mtrlkonst. i Kinghams formel 4,1 4,0 - 4,2 Ug E-modul under tjällossning. 75 % av sommarmodulen 50 - 100 % Tjällossningens periodlängd 1 månad 0,5 - 2 månader T B " nin m ' i n mr

4. RESULTAT

Resultatet av samtliga beräkningar redovisas i grafiskt form i bilaga 1. 4.1 Bitumenbundna lagrets E-modul.

En variation av det bitumenbundna lagrets E-modul med i 30 % ger en motsvarande variation i det resulterande PCN-talet med ca i 30 %. Det betyder en stor variation i absoluta tal för en stark uppbyggnad med ett högt nominellt PCN-tal. För den starka överbyggnaden på den starka undergrunden varierar PCN talet mellan 52 och 101, med ett nominellt PCN-tal på 76, vid en variation av E-modulen med 30 %. Se ñgur 4.1.

120

10°

4101

80

/

60

/

.-9 2' 8 40 20 0 : :

E1 -mod. -30% E1 -m0d. normal E1 -mod. +30%

Parameter

I_ 4 . . .. . Em

Wi

För densvaga överbyggnaden på den svaga undergrunden varierar PCN-talen mellan 14 och 26 med ett nominellt PCN-tal på 20. Se figur 4.2. Variationen i absoluta tal blir då inte lika stor, men variationen i förhållande till det nominella PCN-talet är ungefär den samma som för den starka Överbyggnaden.

Variationen i PCNtal är approximativt linjärt beroende av variationen i Emodul mellan -30 % och +-30 %. Storleken på variationen blir den samma oberoende av undergrundstyp. Typ av undergrund påverkar endast den absoluta storleken på PCN-talen.

120 100 80 60 PC N-ta l 40 _426 20 '23 0 If

E1-mod. -30% E1-mod. normal E1-mod. +30%

Parameter

ir42V ' in v l'ninn E-ml ...- vr 33... 0 h ...t 03:41 n

4.2 Bärlagergrusets E-modul.

Bärlagergrusets E-modul varieras mellan 200 MPa och 400 MPa med en nominell E-modul på 300 MPa. Det betyder en variation av bärlagergrusets E-modul med 33 %. Bilden av variationen för de resulterande PCN-talen har samma utseende som vid variationen av E-modulen på det bitumenbundna lagret. Se figur 4.3. Storleken på

variationen i PCN-tal är dock något mindre (ca 16-18 %) än för det bitumenbundna

lagret (ca 30 %). 120 100

//Igo

80 E W//HG/ 2' 60 8 40 20

o

:

:

E2=200 MPa E2=300 MPa E2=400 MPa

Parameter

F11' 4 V 'in a. 00-341. * E-m l - rk vr 3:... 0 h . k

mm

4.3 Materialkonstanten i asfaltkriteriet (Kinghams formel).

Det nominella värdet på materialkonstanten i Kinghams formel är 4,1. Beräkningar har utförs med materialkonstanter 4,0 och 4,2. Då denna konstant ingår som en exponent i Kinghams formel påverkas också resultatet (PCN-talet) exponentith En sänkning av konstanten från 4,1 till 4,0 resulterar i ett ca 30 % lägre PCN-tal och en höjning av konstanten till 4,2 resulterar i en höjning av PCN-talet med ca 45-50 %. Se ñgur 4.4.

Precis som parametrarna ovan påverkas inte utseendet på variationen av undergrundstyp, utan är procentuellt ungefär lika stor för alla fyra konstruktioner. Det blir naturligtvis skillnader i absoluta tal, då det nominella PCN-talet är olika för respektive konstruktion. Beräkningarna visar att en liten variation, 1/10, av materialkonstanten i Kinghams formel påverkar det resulterande PCN-talet väldigt mycket

120 1 00 /197 80 /67/ :ä 2' 60

8

MG/

40 20 0 2 : C=4.0 C=4.1 C=4.2 Parameter a.- I I -..1-. ' a. 1 .. rilkn nn' ' _- m rml _ rk -- 99..._ 0

4.4 Undergrundens E-modul under tjällossningsperioden.

Vid beräkning av PCN-talet sänks E-modulen för undergrunden under tjällossnings-perioden till ca 75 % av sommartjällossnings-periodens E-modul. Varieras undergrundens E-modul for tjällossningsperioden från 50 % och upp till 100 % av sommarperiodens E-modul blir variationen i de resulterande PCN-talen olika beroende på typ av överbyggnad. För konstruktionen med en svag överbyggnad blir det ingen variation i PCN-tal vid en variation av tjälperiodens undergrundsmodul enligt ovan. Se ñgur 4.5.

120 100 80 60 PO N-ta l 40 20 '23+ .-20 I20 0 # :

E.ug. 50% E.ug. 75% E. ug. 100%

Parameter

Fi 4 a. 'in v -03.21-1- E-ml _0- "11 ninn g! vr 33 :0. h n r n

För konstruktionen med en stark överbyggnad blir den en liten variation i PCN-tal vid en variation i av tjälperiodens undergrundsmodul. Detta gäller i första hand då E-modulen sänks till 50 % av sommarperiodens E-modul. Det resulterande PCN-talet blir då ett par procent lägre, men det rör sig dock om små variationer i PCN-tal. Då tjälperiodens undergrundsmodul är den samma som sommarperiodens för konstruktionen stark överbyggnad på stark undergrund påverkas inte PCN-talet nämnvärt i förhållande till en 75 %-ig undergrundsmodul. Se figur 4.6.

120 100 80 -m 60 PC N-ta l 40 20 0 : :

E.ug. 50% E.ug. 75% E. ug. 100% Parameter

Fir4 V 'in v vara: E-m1_q° 'll ninn rk vr 3: :0.

h k n r n

4.5 Längden på tjällossningsperioden.

I dessa beräkningar uppskattas längden på tjällossningsperioden nominth till 1 månad. För att utröna parametems inverkan på PCN-talet har beräkningar också utförts med periodlängdema 1/2 månad och 2 månader. Beräkningarna visar att en variation i periodlängd inte har någon större påverkan på PCN-talet. Resultaten för den starka överbyggnaden visar på att en minskning av periodlängden till 1/2 månad endast påverkar PCN-talet marginth med en ökning på 1 %. Ökas periodlängden till 2 månader så minskar PCN-talet med ca 4 % i förhållande till den nominella periodlängden. Det betyder att trots de höga absoluta nominella PCN-talen blir de absoluta variationema i PCN-tal också små. Se ñgur 4.7.

För den svaga överbyggnaden blir variationen av PCN-talen i absoluta tal liten, som mest en enhet. Då det nominella PCN-talet är lågt så motsvarar det dock ca 5 % av det nominella PCN-talet. Se figur 4.8. Det får trots allt sägas att PCN-talet är väldigt lite beroende av en variation av tjällossningsperiodens längd.

120 100 80 '68- 46:1 _J64 60 PC N-ta l 40 20 0 l 4 Q. 0,5 1 1,5 2 Parameter (månad)

Fir4 V 'in V lnn 03. 'l nin ,or-ort' _ I'k vr :310. 0 h ...9

understand

120 100 80 60 PO N-ta l 40 20 .2% IQG _11 9 0,5 1 1 ,5 2 Parameter (månad)

Fi 4 a. 'in v l'nn 02. "1 min .nr-oli." ...- vr nu_ 0 h 1.'

W

4.6 Sammanställning och kommentarer.

Resultatet av känslighetsanalysen på PCN-metoden är att vissa beräkningsparametrar påverkar resultat markant. Av de utvalda beräkningsparametrarna är det asfaltlagrets E-modul, bärlagrets E-modul och materialkonstanten i asfaltkriteriet som påverkar resultatet mest vid en variation i parametern. En variation i de Övriga två utvalda parametrarna, undergrundens E-modul under tjällossningsperioden och längden på tjällossningsperioden, påverkar endast resultatet marginellt

I figur 4.9 till 4.12 redovisas, för respektive konstruktion, en sammanställning av variationema i de resulterande PCN-talen vid variation i de utvalda beräknings-parametrarna.

De tre parametrarna som har störst inverkan på resultatet är alla kraftigt knutna till den kritiska punkten i konstruktionen, underkanten på asfaltbeläggningen. I dessa beräkningar, liksom i så gott som alla klassiñceringar, är det asfaltkriteriet som blir dimensionerande. Det beror på att asfaltkriteriet (Kinghams formel) är, i förhållande till undergrundskn'teriet (Shells undergrundskriterium), ett strängt kriterium.

Av de tre känsligaste parametrarna är det bärlagrets E-modul som är svårast att fastställa från faltmätningen med fallviktsutrustning. Detta lager ligger inklämt mellan det styva bitumenbundna lagret och undergrunden vilket gör att bärlagrets E-modul överskuggas och är beroende av beläggningens E-modul. Denna E-modul uppskattas oftast därför på erfarenhetsmässiga grunder efter information om lagrets typ och sammansättning. Vid tveksamma fall, med dålig information om lagrets sammansättning, skulle det möjligen vara ide att ta prover på bärlagret vid klassiñceringen. För att få ett representativt prov är detta dock ett rätt så krävande arbete och kanske därför oftast ej praktiskt genomförbart. En bättre vetskap om bärlagergruset egenskaper genom bla laboratorieundersökningar (moduler, kriterier, treaxialprovning osv) är därför av största intresse.

Vid bärighetsklassiñceringen nedlägges stor möda och tid på att, med hjälp av resultatet

från fältmätningen, fastställa det bitumenbundna lagrets E-modul, varför E-modulen får

anses vara fastställd med en relativ god noggrannhet. Det är dock viktigt att ha god vetskap om beläggningstemperaturen vid mättillfállet för att kunna relatera den beräknade E-modulen till sambandet mellan E-modulen och beläggningstemperaturen. Detta samband är också enviktig faktor för att få riktiga E-moduler på beläggningen vid olika temperaturer.

Asfaltkriteriet (Kinghams formel) som används vid klassiñceringen är ett strängt kriterium och materialkonstanten i detta kriterium är en känslig faktor. Därför bör variationer i den konstanten utföras med största försiktighet. Forskning pågår med problematiken kring asfaltkriterier bl.a. med framtagande av fältbaserade asfaltkriterium. En variation i någon av de två parametrarna med anknytning till undergrunden påverkar de resulterande PCN-talen endast marginth eller inget alls. Det beror på att dessa variationer påverkar töjningen i underkant av beläggningen väldigt lite och, med

asfaltkriteriet dimensionerande, därmed de resulterande PCN-talen. Om

undergrundskriteriet skulle vara dimensionerande skulle variationerna i parametrarna påverka resultatet något mer. Dock ej i den utsträckning som de tre ovan angivna parametrarna påverkar resultatet.

Av beräkningarna framgår också att påkänningarna i undergrunden, uttryckt i antal tillåtna singelhjulöverfarter, varierar efter samma mönster som påkänningarna i asfalt-beläggningen när respektive parameter varieras. Detta gäller dock ej vid en variation av materialkonstanten i asfaltkriteriet, som naturligtvis endast påverkar asfaltkriteriet och ej påkänningarna i undergrunden. Antalet tillåtna singelhjulöverfarter ligger, vid samma belastning, på en högre nivå för undergrunden än för asfaltlagret

100 '-*3-'Belaggningens E-modul 80 '-'°-' Bárlagergrusets E-modul - 'ü" Materialkonstanten 60

l/,løl/r '_'x"'Tjállossningens u.g,_modul

PO N-ta l 40 ' '° ' Tjállossningens periodlángd 20 o i i

Min Nomlnellt Max

Variation av paranøtez

Fir 4 R 4-14... 'llnin v v 0.10* i us_- un-m -. fr kn kinnm k"vr n h knr n 100 _-43-'Belággningens E-modul '-'°-' Barlagergrusets E-modul - 'å" Materialkonstanten --X _'Tjállossningens u.g--modul PO N-ta l K 40 '-'o" Tjállossningens periodlángd 20 0 § 1 Mln Nomlnellt Max Variation av parameta: . : '-1 Fir 41 5--..ng 'llnin v v"nn i 0;!? p.. .. -. kn kinnm k"vr n hv n r n

15

120 100 80 _-*3-'Belággningens E-modul _-'°-' Bárlagergrusets E-modul 3; ' 'A' ' Materialkonstanten 60 ê _X' _Tjállossningens u.g.-modul 40 '-'O" Tjállossningens periodlángd

Min Nomlnellt Max

Variation av paranste: 4 i .-1.,mmn in 1 -. O°nn '4.41.13 .1 a'l c. 1 fr kn kinnm v "vr 11 h knr n 120 100 80 _-*i-"Belággningens E-modul '-'°-' Bárlagergrusets E-modul § ' 'A' " Materialkonstanten 2' 60 8 _x' _Tjallossningens u.g.-modul 40 '-'o" Tjállossningens periodlángd

Min Nomlnellt Max

Variation av parameter

R U] mmn 1111] V V :IC' 51"? I: a'la. 0. fr

k n i n nm v "v I 11 11 V

lol-NOd Kän sl ig he tsan al ys av PO N-me to den. Va ri at io n av be läg gn in gens E-mo dul . St ar k öve rb yg gn ad pá st ar kun de rg run d. 12 0

10°

1:

10

1

e o ås z/ 40 20

0

:

'

E1-m0d

.-30

%

E1 -m0d . no rm al Pa ra me te r E1 -m0d . + 3 0 % BILAGA 1

SID 1 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io nav be läg gn in ge ns E-mo dul . St ar k öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 100 80 60 / 8 7 40 20 0 E1 -m 0d . -3 0% I I E1 -m 0d . no rm al Pa ra me te r J 1 E 1 -m o d . +3 00 /o BILAGA 1

SID 2 (20)

IDl-NOd Kän sl ig he tsan al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av be läg gn in ge ns E-mo dul . Sva g öve rb yg gn ad pá st ar k un de rg run d. 12 0 10 0 _{80 6}0 A» _ 4 . _a _ __ .q r ., --_ . _. -a _ _ .. .. -. __ am -. . M m .. --a_ , M g / f / / / f d m m 20 O % ' E1 -m od .-3 0% E1 -m 0d . no rm al E1 -m 0d . +3 0°/ o Pa ra me te r BILAGA 1 SID 3 (20)

lol-Niki 120 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av be låg gn in ge ns E-mo dul . Sva g öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 10 0 _{80 60} 40 20

/

/

/

-2

6

M

I

/

/

I

/

w

0 E 1 -m o d . '3 00 /0 % E1 -m od . no ma l Pa ra me te r J1 E 1 -mo d +3 00 /o BILAGA 1 SID 4 (20)

lol-NOd Kän sl ig he ts an al ys av PC N-me tode n. Va ri at io n av bär la ge rg rus et s E-mo dul . St ar k öve rb yg gn ad pá st ar k un de rg run d. 12 0 10 0

9

0

80

60 40 20 O 1 , _ . _ _ . _. r , E2 =2 00 M P a E2 =3 00 M P a Pa ra me te r E2=4 OO M P a BILAGA 1 SID 5 (20)

lol-NOd 120 Kän sl ig hets an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av bär la ge rg rus et s E-mo dul . St ar k öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 10 0 ₈₀ 80

6

0

-5

7

1

/

/

7

40 20 0 _E2=2 00 MP a I I E2 =3 00 M P a Pa ra me te r E2 =4 00 MP a BILAGA 1 SID 6 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he tsan al ys av PO N-me to de n. Va riat io n av bär ia ge rg rus et s E-mo dul . Sva g öve rb yg gn ad pá st ar k un de rg run d. 10 0 _{80 60 40}

₂

0

%

0 E2 =2 00 MP a % E2 =3 00 M P a Pa ra me te r -1 26 E2 =4 00 MP a BILAGA 1 SID 7 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to den. Va ri at io n av bär la ge rg rus et s E-mo dul . Sva g öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 100 80 60 40 20 O E2 =2 00 MP a _ ' 2 3 I I E2 =3 00 M P a Pa ra me te r E2 =4 OO M P a BILAGA 1 SID 8 (20)

lol-NOd 12 0 10 0 _{80 60 40 20}

Kän sl ig he ts an alys av PO N-me to de n. Va ri at io n av ma teri al ko ns ta nt en iK in gh am s fo rm el. St ar k öve rb yggn ad pá st ar k un de rg run d. 112 4. 0 1 I C = 4 1 Pa ra me ter C 4. 2 BILAGA 1

SID 9 (20)

lol-NOd 12 0 10 0 _{80 60 40 20} C

Kän slig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av ma te ri al ko nsta nt en iK in gh am s fo rm el . St ar k öve rbyg gn ad på sva g un de rg run d. 97 4. 0 1 I C= 4. 1 Para me te r C 4.2 BILAGA 1 SID 10 (20)

lol-NOd 12 0

Kän sl ig hets an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av ma te ri al ko ns ta nt en iK in gh am s fo rm el . Sva g öve rb yg gn ad pá st ar k un de rg run d. 10 0 80 60 40 20 C= 4. 0

/

J

äü/

/

/

Äa

% C= 4. 1 Pa ra me te r C 4. 2 BILAGA 1

SID 11 (20)

lol-NOd 12 0

Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av ma te ri al ko ns ta nt en iK in gh am s fo rm el . Sva g öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 10 0 _{80 60 40 20} C=4. 0 C= 4. 1 Pa ra me te r C _v.- 4. 2 BILAGA 1

SID 12 (20)

|°1-N0d 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PC N-me to de n. Va ri at io n av un de rgrun de ns E-mo dul un de r ti ällo ss ni ng en .

St ar k öve rb yggn ad pá st ar k un de rg run d. 10 0 ₈₀ '7 71 % 60 '76 40 20 0 E.ug . 50 0/ 0 % E. ug . 75 % Para me te r l1

E.

ug.

10

0%

BILAGA 1

SID 13 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av un de rg run de ns E-mc dul un de r tj âl lo ss ni ng en . St ar k Öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d.

10 0 _{80 60} '6 9 40 20

0 E.ug

.5

0%

1 I E. ug. 7 5 % Pa ra me te r

E.

ug.

10

0%

BILAGA 1 SID 14 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av un de rgrun de ns E-mo dul un de r tj äl lo ss ning en . Sva g öve rb yggn ad pá st ar k un de rg run d.

10 0 _{80 60 40 20} 0 E. ug . 5 0 % n n . c c 1 I E. ug . 7 5 % Pa ra me te r 4 22

E

ug.

10

0%

BILAGA 1 SID 15 (20)

lol-NOd 12 0 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to den. Va ri at io n av un de rg run de ns E-mo dul un de r tj äl lo ss ni ng en . Sva g öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d.

100 80 60 40 20 i 2 0 0 E. Ug . 5 0% n n . CU _% E.Ug . 75 °/ o Pa ra me te r '2 0

E.

ug

10

0%

BILAGA 1

SID 16 (20)

lol-NOd 12 0 10 0 _{80 60 40 20} Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av tj äl lo ss ni ng en s pe ri odlân gd . St ar k öve rb yg gn ad pá st ark un de rg run d. H 7 2 0,5 'T' Pa ra me te r(m an ad ) BILAGA 1

SID 17 (20)

lol-NOd 120 100 80 60 40 20 Kän sl ig he ts an al ys av PO N-me to de n. Va ri at io n av tj äl lo ss ni ng en s pe ri od län gd . St ar k öve rb yg gn ad på sva g un de rg run d. 0,5 Pa ra me te r (m ån ad ) BILAGA 1

SID 18 (20)

lol-NOd Kän sl ig he ts an al ysav PC N-me to de n. Va ri at io nav ti äl lo ss ni ng en s pe ri od lån gd . Sva g öve rb yg gn ad pá st ark un de rg run d. 1 __ __ __ * A 4-_ ___ .-. 4. . A u. __ ._ __ _-._ --10 0 _{80 60 40} 0 0 . 0 0 0, 5 1 1, 5 Pa ra me te r (m an ad ) .2 1 BILAGA 1

SID 19 (20)

lol-NOd Kän sl ig he ts an al ys av PC N-me to de n. Va ri at io n av ti äl lo ss ni ng en s pe ri od län gd . Sva g öve rb yg gn ad på sva gun de rg run d. 12 0 10 0 ₈₀ BILAGA 1 60 40 20 n n ' a v '1 9 0, 5 1 1, 5 2 Pa ra me te r (m an ad )

SID 20 (20)