Årstidsvariation i materialstyvheter hos icke normenligt byggda vägar

VTI notat 2-2000

Ärstidsvariation i

material-styvheter hos icke normenligt

byggda vägar

örfattare

Håkan Carlsson och Håkan Jansson

0U-enhet

Väg- och banteknik

rojektnummer

60539

rojektnamn

Ärstidsvariation i materialstyvheter

hos icke normenligt byggda vägar

pdragsgivare

Vägverket

istribution

Fri

_{Väg- och}

Innehållsförteckning.

1. Sammanfattning

2

2. Inledning

3

3. Metod ₄

4. Val av mätsträckor 5

5. Mätsträckornas uppbyggnad och kondition 7

5.1 H 635 Stubbemåla - Nynäs 7 Vägkonstruktion ₇ Konditionsbedömning 8 5.2 G 845 Ingelstad - Hovmantorp 9 Vägkonstruktion 9 Konditionsbedömning 10

5.3 D 214 Äs - Hållsta

12

Vägkonstruktion 12 Konditionsbedömning 13 5.4 Y 950 Helgum - Viken 14 Vägkonstruktion 15 Konditionsbedömning 15 5.5 BD 597.01 Björsbyn 17 Vägkonstruktion 17 6. Utvärdering 19 thodul ₁₉ Lagermoduler 19 6.1 H 635 Stubbemåla - Nynäs 21 6.2 G 845 Ingelstad - Hovmantorp 25

6.3 D 214 Äs - Hållsta

30

6.4 Y 950 Helgum - Viken 35 6.5 BD 597.01 Björsbyn 40

7 Resultat och slutsatser

43

48

8. Referenser

Bilaga I J0rdpr0ver från undergrund på Väg BD 597. Bilaga 2 Medelvärde av deflektioner vid olika årstider. Bilaga 3 Kartskisser över mätstr'ackornas läge.

1. Sammanfattning

Som underlag för beräkning av vägars förstärkningsbehov kan resultatet av provbelastning med

fallviktsapparat, fallviktsmätning, användas. Resultatet av fallviktsmätningen varierar under året,

främst på grund av obundna materials vattenkänslighet och bituminösa materials temperatur-känslighet. I denna rapport redovisas variationen studerad på ett antal icke normenligt byggda vagar

Sträckorna som ingick i projektet är belägna på 5 stycken vägar i södra, mellersta och norra Sverige, för att få en geografisk täckning. Fyra av dessa vägar mättes vid tre tillfällen 1999 medan den femte vägen hade mätts upprepade gånger i ett tidigare projekt på Luleå Tekniska Universitet. Resultatet av fallviktsmätningarna har utvärderats genom granskning av

nedsjunkningsbassänger och beräkning av yt- och lagermoduler.

På de fyra vägar som valdes ut för mätning 1999 utfördes fallviktsmätning på totalt 28 stycken 100 m långa mätsträckor. Vägarna är:

H 635 Stubbemåla - Nynäs utanför Mönsterås, 5 sträckor G 845 Ingelstad - Hovmantorp utanför Växjö, 7 sträckor

D 214 Läppe - Äsköping och Äs -- Hållsta utanför Eskilstuna, 7 sträckor

0 Y 950 Helgum - Viken utanför Långsele, 9 sträckor

Som komplement till ovan utvalda vägar har även tidigare upprepade mätningar på en 100 m lång sträcka på väg BD 597 i Björsbyn utanför Luleå analyserats.

Fallviktsmätningarna på samtliga sträckor har utvärderas genom granskning av

nedsjunkningsbassänger, beräknade yt- och lagermoduler. Variationen i beräknad E-modul för obundet överbyggnadsmaterial, bärlager plus förstärkningslager eller enbart förstärkningslager, och undergrundsmaterial sammanfattas i reduktionsfaktorer som kan användas vid

dimensionering av förstärkning baserad på fallviktsmätning. Beträffande förhållandet mellan vår och höst föreslås att en reduktionsfaktor 0,7 används för de obundna överbyggnadslagren.

Faktorn kan dock variera från 0,5 till 0,9 beroende av kvalitet på de obundna överbyggnads-materialen. En uppdelning avsträckorna efter bedömd undergrundsj ordart vid provtagningen har gjorts. Reduktionen i E-modul för undergrunden under våren är relativt liten för samtliga grupper, medelvärdet för grupperna ligger i intervallet 0,73 till 0,88. En viss osäkerhet i bedömningen av jordart finns eftersom provtagningen normalt sker i ytan av terrassen och andra material kan finnas på djupet.

E-modulen på de obundna överbyggnadslagren och undergrunden är ungefär densamma sommar

och höst och en faktor 1,0 föreslås att används om inte annat är känt. Dessa faktorer ska

naturligtvis användas med omdöme då denna studie är begränsad till sin omfattning.

2. Inledning

Som underlag för beräkning av vägars förstärkningsbehov används resultatet av provbelastning med fallviktsapparat, fallviktsmätning. Resultatet av fallviktsmätningen varierar under året beroende på temperatur och olika vatteninnehåll i vägen. Denna variation har tidigare studerats på grusvägar (Wiman, 1982 och Jansson, 1984) och byggda belagda vägar (Wiman & Jansson,

1990 och Djärf, 1995). På "icke-byggda" belagda vägar, där variationen kan förväntas ligga någonstans emellan den på ovan nämnda vägtyper, är kunskapen om årstidsvariationen mer bristfällig. I detta projekt har årstidsvariationen på icke normenligt byggda belagda vägar studerats genom analys av fallviktsmätning på mätsträckor vid olika årstider. Projektet har finansierats av Vägverket, Huvudkontoret, vars kontaktman varit Johan Granlund,

Vägavdelningen.

3. Metod

För att studera årstidsvariationerna utfördes fallviktsmätning på totalt 29 st. 100 m långa mätsträckor under vår, sommar och höst 1999. Sträckorna placerades ut på 5 st. vägar i södra, mellersta och norra Sverige för att få en geografisk täckning. Målsättningen var att placera sträckorna på olika typer av undergrundsmaterial. För att möjliggöra det studerades tidigare fallviktsmätningar som Vägverket Konsult utfört på ett stort antal belagda vägar som är av typen

icke byggda vägar. Mätningarna som studerades utfördes 1997-98. Fyra länsvägar valdes ut för att fallviktsmätas vid tre tillfällen 1999. Som komplement till dessa togs en femte länsväg i norrland med i projektet. Denna väg hade fallviktsmätts vid upprepade tillfällen inom ett projekt på Luleå Tekniska Universitet.

Resultatet av fallviktsmätningarna har utvärderats genom granskning av nedsjunkningsbassänger och beräkning av yt- och lagermoduler. Medelvärdet av deflektioner, liksom medelvärdet av beräknade ytmoduler redovisas för varje sträcka. thodulen beskriver konstruktionens styvhet under ett ekvivalent djup motsvarande avståndet mellan de deflektionsgivare som används vid beräkningen.

Med utgångspunkt från provtagning med Underlättaren har en lagerindelning av respektive sträckas konstruktion utförts. Utifrån denna lagerindelning utfördes sedan en beräkning av respektive lagers E-modul, genom en bakåträkning med datorprogrammet CLEVERCALC.

4. Val av mätsträckor

Efter granskning av fallviktsmätningar på lämpliga typer av vägar valdes 4 st. vägavsnitt ut för placering av mätsträckor och fallviktsmätning vid tre tillfällen 1999. Dessa vägar var länsvägar av typen icke byggda vägar där det även också var utfört en provtagning med Underlättaren. Det var ett krav för att kunna erhålla lagertjocklekar och lagertyper i överbyggnaden samt typ av undergrundsmaterial. Vägarna ska inte heller vara åtgärdade efter provtagningen.

Följande vägar valdes ut:

H 635 Stubbemåla - Nynäs utanför Mönsterås G 845 Ingelstad - Hovmantorp utanför Växjö

D 214 Läppe - Äsköping och Äs - Hållsta utanför Eskilstuna

Y 950 Helgum - Viken utanför Långsele

Som komplement till ovan utvalda vägar har även tidigare upprepade mätningar 1996 på en 100 m lång sträcka på väg BD 597 Björsbyn utanför Luleå använts i analysen. Mätningarna utfördes inom projektet Jämförelse mellan uppmätta och beräknade tjällyftningar på Luleå Tekniska Universitet. Dessa mätresultat har analyserats efter att kompletterande provtagning av material i vägen har utförts under 1999.

BD 597 Y 950

D 214

Figur 4.1 Vägobjektens geagmfiska läge.

I bilaga 3 redovisas kartor med de utvalda vägarna markerade. Antal sträckor per vägobjekt varierar. I tabell 4.1 redovisas sektion för respektive mätsträckas läge, startsektion, inom varje vägobj ekt. Samtliga mätsträckor är 100 m långa.

Tabell 4.1 Mätsträckornas startsektion.

Sträcknummer Väg H635 VägG845 Väg D214 Väg Y950 l 0/ 100 1/550 6/400 * 0/200 2 0/650 2/575 1/500 0/850 3 0/875 2/825 5/150 1/200 4 1/300 4/600 l 1/425 2/000 5 1/525 5/700 16/200 2/600 6 6/200 21/850 3/100 7 7/ 150 22/750 3/500 8 4/250 9 4/800

* Sträcka 1 på väg D214 är belägen på vägavsnittet Läppe -- Äsköping medan Övriga sträckor är

belägna på avsnittet Äs -Hållsta

5. Mätsträckornas uppbyggnad och kondition

5.1 H 635 Stubbemåla - Nynäs

På fem 100 m låga sträckor på väg 635 i H-län, delen Stubbemåla - Nynäs, har fallviktsmätning utförts vid tre tillfällen 1999. Provtagning i Vägen har utförts 1998. Av tabell 5.1.1 framgår sträckornas läge, samt läge av den provgrop som ligger på eller närmast sträckan. Även bedömd undergrundsj ordart anges. Provgropen för sträcka 1 och till viss del även för sträcka 2 och 4 ligger relativt långt från sträckan, vilket medför en viss osäkerhet i dessa sträckors konstruktion. Tabell 5.1.] Mätstriickors läge, läge av provtagning och bedömd andergrana'sjordart på väg

H 635.

Sträcka Sektion Provgrop, sektion Bedömd jordart l 0/100 - 0/200 0/405 siltig grusig sand 2 0/650 - 0/750 0/850 siltig grusig sand 3 0/875 - 0/975 0/850 siltig grusig sand 4 1/300 - 1/400 1/515 siltigt sandigt grus 5 1/525 -1/625 1/580 siltigt sandigt grus

Vägkons truktion

Lagertj ocklekar från provgropar visas i figur 5.1.1. Inget prov på bär- eller förstärkningslager som siktats klarar krav enligt VÄG 94.

Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 v V , , . §400$096 0009.00: 00.00.6099 0 O..., OOQåOQOOO§ ...O 5600666000 *0900+ OOOOOQGOOO *att ?är ;_»y 1 0.900.006. .. Q, 1 »I 1' . ' , .r t rA 'r ä._ i i -D -CD 0 O 7 l Djup un de r väg yt an (c m) 01 0 70' -' > '-\\'0\'.\s-5-.'.-.\m\\'\n

-sswnv-»v.v. vv. m»\\ \ . .. \\\\\\\\5\\\\\s\m\\5\yøu5\\\\\5\\\ $\\ .-.\v.\s\s\s-us\\\a \\\\\\\s \ss\\5 5\\

.xmsässs-w'nsxämmummmxas»\'.nmn\numasxn\\>v-8 0 a..5 . m-M ..M\

Figar 5.1.1 Sträckornas konstruktion enligt provtagningsresaltat.

Konditionsbedömning

I samband med den första mätningen 99-04-21 utfördes också en Översiktlig konditions-bedömning av varje sträcka med avseende på sprickor, skador och andra förhållande som kan påverka mätningsresultatet. Nedan följer de iakttagelser som gjordes på respektive sträcka. I figur 5.1.2 visas också resultat av den första fallviktsmätningen; nedsjunkningen i centrum och på avståndet 900 mm visas.

Sträcka l, sektion 0/100-0/200.

Sträckan har en del sprickor, men är annars i relativt gott skick. Eventuellt kan sträckan vara överlagd en gång. Vid första mättillfället var det vatten stående i höger dike.

Sträcka 2, sektion 0/650-0/750.

Beläggningen är sliten och sträckan har flera sprickor, krackeleringar och en del mindre potthål. Sträckan är i dåligt skick. Eventuellt är sträckan lagad eller överlagd en gång.

Sträcka 3, 0/875-0/975.

Sträckan har en del sprickor och i slutet av sträckan finns en par lagningar. Beläggningen är relativt sliten och runt ett par brunnar finns det skador.

Sträcka 4, sektion 1/300-1/400.

Sträckan har endast ett fåtal sprickor och är i relativt gott skick. Slutet av sträckan är något sämre än början. I slutet finns också en viss spårbildning.

Sträcka 5, sektion 1/525-1/625

I början på sträckan finns en del sprickor, bl.a. runt ett par brunnar. Sträckan i övrigt är i gott skick.

v 1100 ^ ₀ 4 1000 * 900 7 800 - , t

^ v

111*

1

5* 600 0 ^ 'A :å 500 á V W içååooi g 400 I '1 ?y 55:3 100

O 1 I I I I I 1 I I I 1 1 I 1 I 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 110012001300 1400 150016001700 Sektion (m)

Figur 5.1.2 Mätt deflektion i centrum och på avståndet 900 mm vid falviktsmätning på väg H 635 den 2] april 1999.

5.2 G 845 Ingelstad - Hovmantorp

På sju 100 rn låga sträckor har fallviktsmätning utförts vid tre tillfällen 1999 på väg 845, delen Ingelstad - Hovmantorp, i G-län. Provtagning i vägen har utförts 1997. Av tabell 5.2.1 framgår sträckornas läge, samt läge av den provgrop som ligger på eller närmast sträckan. Även bedömd undergrundsjordart anges.

Tabell 5.2.] Mätsträckors läge, läge av provtagning och bedömd undergrundsjorddrt på väg G 845.

Sträcka Sektion Provgrop, sektion Bedömd jordart 1 1/550 - 1/650 1/607 mullhaltig jord 2 2/57 5 - 2/675 2/707 mullhaltig jord 3 2/825 - 2/925 2/707 mullhaltig jord 4 4/600 - 4/700 4/607 siltig sand 5 5/700 - 5/800 5/682 siltig sand 6 6/200 - 6/300 6/357 (stopp vid sten) 7 7/ 150 - 7/250 7/257 (stopp vid sten)

Vägkonstruktion

Lagertj ocklekar från provgropar visas i figur 5.2.1. Inget prov på bär- eller förstärkningslager

som siktats klarar krav enligt VÄG 94.

OQCQOOOÖOU OÖÖOGOOO OQOOOQQOÖQO 6000060400. I 4! 6640060400 000900. *N 10» . .. Q O D O O Q O C O O Q : C -O O Q W Q ÖQ O ÖÖO Q ÖÖO Ö O Q Q Q Q O O O O 6 0 0 6 0 ÖO ÖO O ÖO ÖO O O O Dj up un de rväg yt an (c m) 01 0 O) O l 70* 80* .mm-.hmmm 90

Figur 5.2.1 Sträckornas konstruktion enligt provtagningsresultat.

Konditionsbedömning

I samband med den första mätningen 99-04-20 utfördes också en översiktlig konditions-bedömning av varje sträcka med avseende på sprickor, skador och andra förhållande som kan påverka mätningsresultatet. Nedan följer de iakttagelser som gjordes på respektive sträcka. I figur 5.2.2 visas också resultat av den första fallviktsmätningen; nedsjunkningen i centrum och på avståndet 900 mm visas.

Sträcka l, sektion 1/550-1/650.

Sträckan har många sprickor och är fläckvis lagad med ytbehandling. Det finns en tydlig spårbildning på sträckan och den vänstra vägkanten hänger något. I det vänstra diket stod det vatten vid det första mättillfället. Omgivning tyder på att sträckan är belägen på en myrmark.

Sträcka 2, sektion 2/575-2/675.

På sträckan finns det många sprickor och ett par avsnitt med krackeleringar. En viss spårbildning förekommer och sträckan är något ojämn. De högra vägkanten hänger och det stod vatten i dikena vid det första mättillfället. Sträckan är belägen i en svacka.

Sträcka 3, sektion 2/825-2/925.

Sprickor och ett par avsnitt med krackeleringar finns på sträckan. En viss spårbildning förekommer och en, som det ser ut som, blockuppfrysning finns på sträckan, som annars är relativt jämn. Ett par lagningar med ytbehandling finns och något med oljegrus lagat potthål förekommer också. I det högra diket fanns lite vatten vid forsta mättillfället.

Sträcka 4, sektion 4/600-4/700.

Det finns ett par sprickor och ett par lagade potthål på sträckan, men annars är sträckan i relativt gott skick. Sträckan är jämn.

Sträcka 5, sektion 5/700-5/800.

Sträckan har många sprickor och mycket krackeleringar. Skadorna är främst lokaliserade till den Vänstra sidan, som också har kraftig spårbildning. På sträckan förekommer ett par lagningar med ytbehandling och någon mindre blockuppfrysning. Generellt är sträckan i dåligt skick.

Sträcka 6, sektion 6/200-6/300.

På sträckan finns det ett par sprickor och några mindre krackeleringar. Ett par lagningar med ytbehandling förekommer också, men annars är sträckan i gott skick.

Sträcka 7, sektion 7/150-7/250.

Sträcka 7 är i mycket dåligt skick. Det förekommer stora ytor med krackeleringar och sprickor. Sträckan är ojämn, Vågig, och har en tydlig spårbildning. Det finns en tydlig ojämnhet pga. en korsande mindre Vägtrumma. Den högra vägkanten hänger och Vid den första mätningen stod mycket vatten i båda dikena.

5 2 Str 7 Str 3 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 _L O O O _-0- DO man» 0900 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 Sektion (m) De fl ek ti on (p m)

Figur 5.2.2 Mätt deflektion i centrum och på avståndet 900 mm vid falviktsmätning på väg G 845 den 20 april 1999.

5.3 D 214 Äs - Hållsta

På sju 100 m låga sträckor har fallviktsmätning utförts vid tre tillfällen 1999 på väg 214, delarna Läppe - Äsköping (sträcka 1) och Äs - Hållsta (sträcka 2-7), i D-län. Provtagning i vägen har utförts 1998. Av tabell 5.3.1 framgår sträckornas läge, samt läge av den provgrop som ligger på eller närmast sträckan. Även bedömd undergrundsjordart anges.

Tabell 5.3.] Mätstrc'ickors läge, läge av provtagning och bedömd andergranclsjordart på väg D 214.

Sträcka Sektion Provgrop, sektion Bedömd jordart 1 6/400 - 6/500 6/425 stenfyllning 2 1/500 - 1/600 1/550 siltig lera 3 5/150 - 5/250 5/175

4 11/425 - 11/525 11/500 (stopp vid sten) 5 16/200 - 16/300 16/300

6 21/850 - 21/950 21/975

7 22/750 - 22/850 22/775 (stopp vid sten)

Vägkonstruktion

Lagertj ocklekar från provgropar visas i figur 5.3.1. Inget prov på bär- eller förstärkningslager som siktats klarar krav enligt VÄG 94.

Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 ocb§oo§+oöo 00900010... 00 3 Ö0 Ö 0 0O 9e oI OQO §90 $Öb_at. 00.₊₄₀ 000 606 9605 60040 6$Ö9066§690 ÖÖOOÖOOÖÖÖO 20* 30 -- 40-50A 60 e Dj up un de r väg yt an (c m) 70' 80 --_ 90*

^\ .n.\ .x -.u. u. .w-. x s-. .v.\\m\m\«\\\ x\.\\\\\5 \\$& .v \m\m\\\n \\«m\x\m\\ ns\«mxw«\m\n\sv.\xs\unn\ '.\w\\nnu.\\ \\s'^m\«m\s\-. mu\5w\\\k\\\\m\w\s\su\\

100

Figur 5.3.1 Sträckornas konstruktion enligt provtagningsresaltat.

Konditionsbedömning

Samtidigt som den första mätningen utfördes 99-04-22 gjordes också en Översiktlig konditions-bedömning av varje sträcka. Bedömningen gjordes med avseende på sprickor, skador och andra förhållande som kan påverka mätningsresultatet. Nedan följer en sammanställning av den bedömningen för respektive sträcka. I figur 5.3.2 visas också resultat av den första fallviktsmätningen; nedsjunkningen i centrum och på avståndet 900 mm visas.

Sträcka l, sektion 6/400-6/500 Läppe - Äsköping.

Det finns några enstaka sprickor på sträckan och de är främst lokaliserade till den vänstra väghalvan. Det finns också några mindre skador i anslutning till provhålet i sektion 6/425, men annars är sträckan i gott skick. Vid det första mättillfället stod det vatten i båda dikena och även på omkringliggande gärden.

Sträcka 2, sektion 1/500-1/600 Ås - Hållsta.

Sträckan är i mycket dåligt skick. Det finns en omfattande krackelering och kraftig spårbildning på sträckan. Det förekommer flera lagade potthål och kantstödet är dåligt på båda sidor. De första ca 50 m av sträckan ligger i marknivå eller på en låg bank, medan resten av sträckan ligger i sidolutande terräng med höger sida på bank och vänster sida i marknivå. Det fanns vatten i båda dikena vid det första mättillfället.

Sträcka 3, sektion 5/ 150-5/250.

En del sprickor och ett par partier med krackeleringar finns på sträckan samt en viss spårbildning. Några lagningar förekom inte vid inspektionstillfället. I båda dikena förekom det vatten vid första mätningen. Sträckan är belägen strax efter en liten bro över vattendrag. Hela sträckan har sjunkit och ligger lågt i förhållande till bron. Detta var troligen orsaken till att sträckan åtgärdades under sommaren 1999, efter mättillfälle 2. Därför utfördes ingen fallviktsmätning på hösten (tillfälle 3).

Sträcka 4, sektion ll/425-l 1/525.

Andarna på sträckan har en något nyare beläggning som är i gott skick medan resten av sträckan har en gammal krackelerad och spårig beläggning som är i relativt dåligt skick.

Sträcka 5, sektion 16/200-16/300.

Sträckan ligger i en högerkurva. Det är en tydlig skillnad på skadebilden mellan höger och vänster väghalva. Den högra sidan är i dåligt skick med krackeleringar, lagade potthål,

spårbildning och hängande vägkant. Den vänstra sidan, som ligger något högre, är i relativt gott skick med endast några enstaka sprickor. Vid första mätningen var det lite blött i båda dikena.

Sträcka 6, sektion 21/850-21/950.

Det förekommer en del sprickor och några lagade potthål på sträckan. Skadorna är huvudsakligen lokaliserade till den högra väghalvan. Sträckan har en viss spårbildning och är något ojämn. Sträckan ligger på en låg bank, ca 1 m hög. Ytan består av en gammal ytbehandling. Generellt är sträckan i relativt gott skick.

Sträcka 7, sektion 22/750-22/850.

Sträcka 7 är i bra skick. Det finns endast någon enstaka spricka och lagning, som är lokaliserade till slutet av sträckan. Eventuellt kan en viss spårbildning skönjas. Sträckan ligger på en låg bank, ca 1 m hög, och ytan består av en gammal ytbehandling.

Str 2 Str 3 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000 21000 23000 Sektion (m) + DO 0900 De fl ek ti on (pm)

Figur 5.3.2 Mätt deflektion i centrum och på avståndet 900 mm vid falviktsmätning på väg D 214 den 22 april 1999.

5.4 Y 950 Helgum - Viken

1998 utfördes provtagning i vägen som en del i projektering av förstärkning av vägen. Även georadarmätning har utförts. Av tabell.5.4.l framgår sträckornas läge, samt läge av den provgrop som ligger på eller närmast sträckan. Aven bedömd undergrundsjordart anges.

Tabell 5.4.] Mätstra'ckors läge, läge av provtagning och bedömd andergrandsjordart på väg Y950.

Sträcka Sektion Provgrop, sektion Bedömd jordart l 0/200 - 0/300 0/225 sandig siltig lera 2 0/850 - 0/950 0/900 sandig silt 3 1/200 - 1/300 1/275 siltig sand 4 2/000 - 2/100 2/025 5 2/600 -2/700 2/700 6 3/100 - 3/200 3/100 sand 7 3/500 - 3/600 3/625 sand 8 4/250 - 4/350 4/200 9 4/800 - 4/900 4/800 14 VTI notat 2-2000

Vägkons truktion

Lagertj ocklekar från provgropar visas i figur 5.4.2. Enligt vägdatabanken ska beläggningen bestå av ett eller flera lager oljegrus med en försegling överst. I provgropar på sträcka 8 och 9 har dock inget oljegrus påträffats. Inget prov på bär- eller förstärkningslager som siktats klarar krav enligt VÄG 94. 1994 och 1996 utfördes lokala underhållsåtgärder bestående av bl.a. uppfyllning av svackor med obundet grus och täckning med IM, IM-justering med en försegling o.s.v. Dessa underhållsåtgärder framgår möjligtvis ej i VUH-databasen.

Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 O G O O O Q $ 90 9 §ÖO O Q ÖO ÖO Q ÖQ ÖQ O Q Q O O O ? 0 0 0 0 4 9 1 6 0 : 8 0 0 6 0 9 9 6 é O O O OQ O O o zåO O O O Q O $ O O Q O Q o åb Q O 0 9 0 9 0 0 0 0 0 6 §0 6 ! ? ÖQ ÖÖO ÖO O ÖÖO Q êÖO O ÖO O O O ÖÖO b O ÖO ÖC oo oço o 00 0o o99. O 9§0 9 0 9 9 6 Q 0 9 0 9 9 0 9 O Q O ÖQ ÖG O ÖO * O Q O O O O ÖO O O O Dj up un der väg yt an (c m) .wmvs-'1511555551' a ammawwwnwwn '-w'uvvh'vvbw-'bv-av-r -- v - -> - i - ' -n 8O - ...mmm

Figur 5.4.2 Sträckornas konstruktion enligt provtagningsresultat.

Konditionsbedömning

En Översiktlig konditionsbedömning av varje sträcka utfördes samtidigt som den första mätningen 99-05-19. Bedömningen gjordes med avseende på sprickor, skador och andra förhållande som kan påverka mätningsresultatet. Nedan redovisas den bedömningen för respektive sträcka. I figur 5.4.2 visas också resultat av den första fallviktsmätningen; nedsjunkningen i centrum och på avståndet 900 mm visas.

Sträcka l, sektion 0/200-0/300.

Sträckan har en del sprickor, främst längs beläggningskanterna, och är något ojämn. Det finns en viss spårbildning. Sträckan är dock i relativt gott skick.

Sträcka 2, sektion 0/850-0/950.

Det förekommer en del sprickor längs beläggningskanterna och på vägbanan. Spårbildningen är endast ringa. Sträckan ligger på bank och i svag uppförsbacke.

Sträcka 3, sektion 1/200-1/300.

På sträckan finns ett par sprickor i vägmitt, troligen orsakade av tj ällyftningar. Sträckan är något ojämn och på vänster väghalva finns en viss spårbildning.

Sträcka 4, sektion 2/000-2/100.

Sträckan är något ojämn med ett par mindre sättningar. Det finns en del sprickor, som främst är lokaliserade till beläggningskanterna. Sträckan är generellt i relativt gott skick.

Sträcka 5, sektion 2/600-2/700.

På sträckan finns det några längsgående kraftiga tj älsprickor samt en del övriga sprickor. En viss spårbildning förekommer och p.g.a. tj älsprickorna är sträckan ojämn.

Sträcka 6, sektion 3/100-3/200.

Det finns en del kraftiga sprickor längs beläggningskanterna, men ingen spricka i vägmitt. En viss spårbildning förekommer på sträckan.

Sträcka 7, sektion 3/500-3/600.

Det finns en kraftig spricka i vägmitt längs huvuddelen av sträckan och en del mindre sprickor längs beläggningskanterna. Sträckan har en viss spårbildning, som främst är synlig på den vänstra väghalvan. Sträckan ligger i skärning i en nedförsbacke ner mot vattendrag.

Sträcka 8, sektion 4/250-4/350.

På sträckan finns det ett stort antal sprickor samt många lagningar av potthål och andra skador. Sträckan är väldigt ojämn och har en tydlig spårbildning. Den är generellt i dåligt skick.Vägytan ligger i marknivå med en angränsande åkerslutning ner mot älven.

Sträcka 9, sektion 4/800-4/900.

Sträcka 9 är mycket ojämn med många lagningar av potthål och andra skador. Det finns ett par längsgående sprickor och en tydlig spårbildning. Sträckan är i dåligt skick, vilket främst gäller den första delen. Vägytan ligger i marknivå.

Str 9 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 -0- D0 1

0900

De fl ek tion (um ) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Sektion (m)

Figur 5.4.2 Mätt defZektion i centrum och på avståndet 900 mm vid falviktsmätning på väg Y 950 den 19 maj 1999.

5.5 BD 597.01 Björsbyn

På en 100 m lång mätsträcka i Björsbyn på väg 597 i BD-län har omfattande fältmätningar utförts inom projektet Jämförelse mellan uppmätta och beräknade tj ällyftnin gar på Luleå Tekniska Universitet. Bland annat har fallviktsmätningar utförts under åren 1996-97. Mätsträckan ligger mellan sektionerna 1/020 och 0/928.

Vägen förstärktes under sommaren 1997, varför mätningar från 1996 studerats. Vägkonstruktion

Undergrundsmaterialet är väl dokumenterat, se bilaga 1, medan materialet i överbyggnaden är något mer osäkert vad gäller materialkvalitet och lagertj ocklek. Provtagningar i vägen under 1999 har visat att beläggning och cementstabilisering tagits bort och nytt bär -och förstärkningslager, liksom ny beläggning, påförts vid förstärkning 1997. Baserat på tidigare provtagning utanför mätsträckan och resultat av georadarmätning har följ ande överbyggnad antagits; 10 cm beläggning, 10 cm cementstabilisering och 40 cm förstärkningslager av sand, se figur 5.5.1.

»Summu-nanm,..qu . \\v.-:umwuo:alztc.uuunna. Beläggning, spucken

.4 ..\..w.. av...\..\ i . - .5 . ;Nim _ Cementstabilisering 1..i_av1 ...52' T ' ' v '5 .Å - ''45.1,." ,ihhfrrüi .- y :ru1 r, 1' .u' *år .. .2 ; ';5.1.

.1 31 :\ 'w\ "' 1 -u vi in'h äxa mäs k' w a v V 6 .1 5. . J A J , * 5 0 Dj up un de r vág yt an (c m) 4'-. 5,1J." .0 .L 0,7,-r .-ar :3.0 '0. v 'en' i .,9 "rave,i'g 2,1. , 'av

e-e;Y -' .G ''sa-:.- r v.:. , A4;-.-:2

r' r4' . ;r i.\ ._Jä'ê'.1.9 4 'i' 4'är_{r 4.!} '.. ?45' 'i'5 - .«,. ,r a' \s_{, .} »'t p.. .1;_mer 'Atv 'Ah'. .J a

. . P , .! .vw ,nu_{.3. 7.;} .52» ' '.'C 74') »mA-...auxm,..,u u.u....^u O.§OAO.EO C.U.LV.I O.\Q.\UJ \O

Figur 5.5.1 Väg BD 597, konstruktion till vänster 06h lagerindelning vid beräkning av E-moduler till höger.

6. Utvärdering

Fallviktsmätningarna på samtliga sträckor har utvärderas genom granskning av

nedsjunkningsbassänger, beräknade yt- och lagermoduler. Medelvärdet av deflektionerna på respektive sträcka har ritats upp och redovisas i bilaga 2.

thodul

thodulen kan beräknas med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningscentrum. thodulen beskriver konstruktionens styvhet under ett ekvivalent djup motsvarande avståndet. Beräkningen görs enligt nedan, med antagande om homogena, isotropa och linjärelastiska material. I centrum av belastningen:

_ 2*(1-1)2)*0'0 *a

D0 där E0 = ytmodul (MPa) 1) = tvärkontraktionstal

00 = kontakttryck under belastningsplattan (MPa)

a = belastningsplattans radie (mm)

D0 = deflektion i centrum av belastningen (mm)

E0

På avstånden r från belastningscentrum:

0'0*a2*(l-1)2)

E00) =

D(r) * r

där E0(r) = ytmodul på ett ekvivalent djup motsvarande r (MPa) D(r) = deflektion på avståndet r från belastningscentrum (mm) r = avstånd från deflektionsgivare till belastningscentrum (mm)

1), 00 och a enligt ovan

I beräkningen har ett tvärkontraktionstal på 0,35 använts. Belastningsplattans radie är 150 mm och kontakttrycket under belastningsplattan är 0,7 MPa.

Lagermoduler

Efter lagerindelning av respektive sträcka, baserad på provtagning, har lagrens E-moduler beräknats med datorprogrammet CLEVERCALC. Programmet bygger på antagande om homogena, isotropa och linjärelastiska material.

De E-moduler som här har beräknats är de för obundna Överbyggnadslager och undergrund. Oftast har bär- och förstärkningslager slagits ihop till ett lager eftersom bärlagret oftast är tunt och det är svårt, för att inte säga omöjligt, att beräkna realistiska E-moduler för lagren var för sig. I beräkningarna har också ett styvt lager lagts in tre meter under vägytan.

Flera faktorer påverkar de beräknade E-modulerna. Nivåerna på de beräknade E-modulerna påverkas av eventuella avvikelser mellan verkliga och antagna lagertjocklekar. Tjockleken och

styvheten på ovanliggande lager påverkar spänningen i materialet och därmed modulen eftersom den vanligen är spänningsberoende. Vidare erhålls i vissa beräkningar mindre god

överensstämmelse mellan mätt och beräknad deflektion. Mätning i en sektion där beläggningen är mycket sprucken kan vara en orsak till detta. Det innebär att de beräknade E-modulerna för enskilda lager är osäkra . En beräknad variation i E-modul mellan olika sträckor på en väg kan därför vara ett uttryck för variation i lagertjocklek, spänningsförhållande i lagret och den antagna beräkningsmodellens relevans, såväl som variation i styvhet. Därför ska de beräknade

E-modulernas absoluta storlek tolkas med försiktighet. Här jämförs i första hand variationen mellan olika mättidpunkter.

6.1 H 635 Stubbemåla - Nynäs

Fallviktsmätningarna på de fem sträckorna har utförts var 10:e meter i höger spår i vägens båda riktningar, sammanlagt 21 mätpunkter per sträcka. Mätningarna genomfördes vid tre tillfällen under 1999; 21 april, 30 augusti och 4 oktober.

Störst deflektion har mätts den 21 april. Vid mätningarna den 30 augusti och den 4 oktober har deflektioner av ungefär samma storlek mätts på respektive sträcka.

thodul

thodul beräknad med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningscentrum (r) framgår av figur 6.1.1.

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 250 280 300 320 340 360 380 400 420 440 0 A 0 * ' ' 4,. K / L/ 54 , .ur ////x // '98 300 i " 300 i l, . '/ STF; 1 STH 2 l i E / +21-apr E i +21-apr g 600 -«5--30«aug 5600 "Kao-aug - 5 +04 0kt *- 1 \\ +04-0kt \ \ \ \ 900 900 \ axx \ \ \ \ \\\ 1200 1200 \

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 0 _ 0 J.. / / 2 åk /V // / 4,1%/ / 'i' I 300 300 :ä STR 3 \\ +21 apr .. .-43 5 »M M/ <2 STF! 4 r (m m) 03o o .är r (m m) 0)0 0 -âu- 30 aug + 21-apr -. '\ G :SO-aug +04.0k1 ' +04-okt \._ \\ \ \ \ \ 900 .\l 1..- 900

:

2

1 200 \ 'i 1 200

thodul (MPa) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 250 300 320 340 360 380 400 420 0 ul.: . W / ,pony // w , // ...0, 300 I l] ?1 sm 5 E -0-21-apr E 600 ?i "Bmao-aug ,_ \\ +04 0kt \ \ \'t \ 900 1 1 l₁ 1200

Figur 6.1.1 Medelvärde av ytmodul vid olika årstider 1999 på väg H 635. Observera att det är olika skalor på x-axlarria.

På samtliga sträckor är modulen som lägst på ekvivalenta djupet (r) 300 till 600 mm för att sedan öka mer eller mindre med djupet.

E-moduler

Vid beräkning aV E-Inoduler har bär- och förstärkningslager slagits ihop till ett obundet lager. Beräknade E-moduler för det obundna lagret, medelvärden för lager 2, på samtliga fem sträckor Visas i figur 6.1.2. I figur 6.1.3 Visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 4 oktober.

460 440 420 400 380 360 340 320 300 --0- Str 1 :5 man" Str 2 g 280 _§23- Str 3 a 260 _{Stl' 4} -xe- Str 5 240 220 200 180 160 140 120 100

10- 20- 30- 10- 20- 30- 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-ju1 08- 18- 28- 07- 17- 27- 07-okt17-okt

apr apr apr maj maj maj aug aug aug sep sep sep

Figur 6.1.2 E-moduler, medelvärden, för obundet överbyggnadsmaterial på väg H 635.

1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 +50' 1 ml *mä-w Stl' 2 .4 0,60 _-932- Str 3 CD - we've- Str 4 0,50 *355-*- Str 5 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

10- 20- 30- 10- 20- 30- 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-qu 08- 18- 28- 07- 17- 27- 07-okt 17-Okt

apr apr apr maj maj maj aug aug aug sep sep sep

Figur 6.1.3 Relativa E-moduler, medelvärden, för Obundet överbyggnadsmaterial på väg H 635. Värden relativa de som beräknats för den 4 oktober.

Beräknade E-moduler, medelvärden för sträckorna:

21 april 200-300 MPa 30 augusti 260-440 MPa 4 oktober 260-430 MPa

Högst E-modul har beräknats för sträcka 4 under sommar och höst, medan E-modulen under våren är lägre än för sträcka 3 och i nivå med de som beräknats för de övriga sträckorna.

I figur 6.1.3 framgår variationen under året. Variationerna visas även i tabell 6.1.1. Där framgår att sträcka 4 avviker från de Övriga genom den relativt sett låga E-modul som beräknats för våren i jämförelse med den (höga) modul som beräknats för sommar och höst.

Tabell 6.1.] Variation i beräknad E-moclal för obundet Överbyggnadsmaterial på väg H 635.

Relation till höstvärcle.

Vår (21/4) Sommar (30/8) Höst (4/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor Samtliga 0,5-0,8 Samtliga 0,95-1,1 Samtliga 1,0

l,2,3,5 0,7-0,8

4 0,5

Beräknade E-modulerför undergrunden, lager 3, på samtliga fem sträckor visas i figur 6.1.4. I figur 6.1.5 visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 4 oktober.

250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10-apr20-apr30-apr 10-

20-maj maj maj30- Oqun 1gqun 2gqun 09401 19401 29401

08-18- 28- 07-

17-aug aug aug sep sep sep27- O7*Okt 17-0kt

Figar 6.1.4 E-modaler, medelvärden, för andergranden på väg H 635.

VTI notat 2-2000 -9- Str 1 man" Str 2 Str 3 maa?"- Str 4 _ae- Str 5 23

1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 W" ,ry M / Str 1 51 0,60 WWW :af/,w wa»-Str 2 T; fyr/M" -.-5=.- Str 3 0,50 Str 4 »ät-w Str 5 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 I I l 1 I I I l l I I j 1 I i I l 'V

10- 20- 30- 10- 20- 30- 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-qu 08- 18- 28- 07- 17- 27- 07-okt 17-0kt

apr apr apr maj maj maj aug aug aug sep sep sep

Figur 6.1.5 Relativa E-modaler, medelvärden, för andergranden på väg H 635. Värden relativa de som beräknatsför den 4 oktober.

Beräknade E-moduler, medelvärden för sträckorna:

21 april 50- 125 MPa 30 augusti 60-220 MPa

4 oktober 60-240 MPa

Högst E-modul har beräknats för sträcka 4, följt av sträcka 3, 2, 5 och 1.

I figur 6.1.5 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.1.2

Tabell 6.1.2 Variation i beräknad E-modal för andergrand på väg H 635. Relation till

höstvärde.

Vår (21/4) Sommar (30/8) Höst (4/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor Samtliga O,5-O,85 Samtliga 0,90-1,0 Samtliga 1,0

1 0,85

3, 5 0,65-0,7 2, 4 0,5-0,6

6.2 G 845 Ingelstad - Hovmantorp

Fallviktsmätningar på de sju sträckorna har utförts var 10:e meter i vägens båda riktningar. Mätningarna genemfördes vid tre tillfällen under 1999; 20 april, 31 augusti och 5 oktober.

Störst deflektion har mätts den 20 april. Något lägre deflektiener har mätts den 31 augusti jämfört med den 5 Oktober.

thodul

thodul beräknad med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningseentrum (r) framgår av figur 6.2.1.

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190 200 210 220 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190 200 210 0 ^ 4,r- 0 A år_,.aø. / 4% / 4 r ,-./ /_..r"r //6'ø' / Af , //___.s- ' // /áw //6-*' ' / kr..1"" //ñ' 300 300 . r) 3 / (lf 1% STR1 4 v; smz E +20-apr E I +20 apr

5 600 v.. -a--31-aug 5 600 .vi -a-.31-aug

'- ' \ +05-ok1 - \ +05 0kt \ \ _{\ x}\ x 900 \ \n 900 \ ., \ _\1\. _\\\ \ 1200 \ N* 1200 \ \.

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 0 /' _{/ drf}.x 0 _./4 / av /I / /Møf'ff' 'i' l /rI 1\ 300 300 *-\ .ÄH STR 3 600 \ 1- ,.3..31_aug .. NN \ \-.._xx.. +05 0kt \_\ """"" 4 __{\ \\\\\N} 4,' \\._ / v-r ' / \ r (m m) + '8 a r (m m) _å / 900 w.

.Nk ._ \. \. 1 200 "" 1200

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 300 850 0 0 //1 .1 _1/ i // f v 300 5'₁ 300 _\\4 '1\ \1 sms år_.\ sms E \ +20-apr E +20«apr 5 600 å_ .a--31-aug 5 600 -ä--31-aug '- +05 0kl - +05-ok1 ..\\ \ N\ \.. 1200 _{\ \M}

1200 thodul (MPa) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 f 300 .\ STR 7 '(1 -o- 20-apr 600 M "bwin-aug

'å ä - + 05.010 900 \ \-§ \ ">\\. \ x. \ R'\ _\_\ \\\ N_ \ x_\ \\\ 1200 \- N N

Figur 6.2.1 Medelvärde av ytmadal vid olika årstider 1999 på väg G 845. Observera att det är olika skalor på x-axlarna.

På tre av sträckorna, 4-6, är modulen som lägst på ekvivalenta djupet (r) 200 mm för att sedan öka kraftigt med djupet. Detta tyder på berg, eller block, nära terrassytan. Vid provtagning intill sträcka 6 och 7 tog det också stopp mot sten ca 60 cm under vägytan. På sträcka 7 tycks dock förhållandena i terrassen variera, att döma av de yttre deflektionerna.

E-moduler

Eftersom beläggningen är mycket tunn, 1,5-2 cm och även bärlagret är tunt, har dessa lager slagits ihop vid beräkning av E-moduler.

På flera av sträckorna blir överensstämmelsen mellan mätt och beräknad deflektion dålig (det gäller speciellt sträcka 4). En bättre överensstämmelse kan troligen åstadkommas med ett styvt skikt högre upp på dessa sträckor. De från olika mättidpunkter beräknade E-modulerna jämförs men för stor vikt ska inte läggas vid de absoluta värdena.

Beräknade E-moduler för förstärkningslager, medelvärden för lager 2, på samtliga sju sträckor visas i figur 6.2.2. I figur 6.2.3 visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 5 oktober.

190 180 170 160 150 140 130 120 +Str 1 man" Str 2 Stl' 3 ... Str 4 31%- Str 5 nu»- Str 6 --1---- Str 7 110 100 90 52 (M Pa ) 80 70 60 50 40 30 20 10 O

20-apr CSO-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug O7-sep 17-sep 27-sep O7-okt

Figur 6.2.2 E-mOduler, medelvärden, förförstärkningslager på väg G 845.

1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

20-apr 30-apr 10-maj 20-maj SO-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-qu 19-qu 29-jul 08-aug 18-aug 28-aug O7-sep 17-sep 27-sep O7-0kt

:O- Str 1 waw Str 2 -riä-Str 3 ...,.55-_,;_'... Str 4 "31%-Str 5 _du-Str 6 mkv-*Str7

Figur 6.2.3 Relativa E-modaler, medelvärden, för obundet äverbyggnadsmaterial på väg G 845. Värden relativa de som beräknats för den 5 oktober.

I figur 6.2.3 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.2.1.

Tabell 6.2.] Variation i beräknad E-modal för förstärkningslager på väg G 845. Relation till

hästvärde.

Vår (20/4) Sommar (31/8) Höst (5/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor Samtliga 0,75-1,0 Samtliga 1,0-1,2 Samtliga 1,0 2 1,0 1,4-7 1,0-1,1

1, 3-7 0,75-0,85 2, 3 1,15-1,2

Beräknade E-moduler för undergrunden, lager 3, på samtliga sju sträckor Visas i figur 6.2.4. I figur 6.2.5 Visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 5 oktober.

20-apr 30-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-qu 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-okt

Figur 6.2.4 E-moduler, medelvärden, förundergrunden på väg G 845.

1,30 1,20 1,10

1,00 +Str 1 4 . WSU 2 3 0'70 -.-_:;=-Str3 'Il-E .... ;5:421 ...__ 4 9 0,60 "4%"Str5 +Str 6 0,50 Msn 7 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

20-apr 30-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-qu 19-jul 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-0kt

Figur 6.2.5 Relativa E-moduler, medelvärden, för undergrunden på väg G 845. Värden relativa de som beräknatsför den 5 Oktober.

För sträcka 4, 5 och 6 har mycket höga E-moduler beräknats.

I figur 6.2.5 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.2.2

Tabell 6.2.2 Variation i beräknad E-modal för andergrand på väg G 845. Relation till

höstvärde.

Vår (20/4) Sommar (31/8) Höst (5/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor

Samtliga 0,7-1,0 Samtliga 0,95-1,2 Samtliga 1,0

5 1,0 1, 2, 4-7 0,95-1,1 1, 2, 6 0,8-0,85 3 1,2 3, 4, 7 0,7

AV de tre sträckorna med höga beräknade E-moduler, 4-6, är det bara sträcka 5 där någon reduktion i modul inte konstateras den 20 april. Aven på sträckor där provtagningsresultaten anger mullhaltig jord i terrassen, 1-3, konstateras en reducerad E-modul den 20 april.

6.3 D 214 Äs - Hållsta

Fallviktsmätningar på de sju sträckorna har utförts var 10:e meter i vägens båda riktningar. Mätningarna genomfördes vid tre tillfällen under 1999; 22 april, 2 september och 7 oktober. Ett undantag är sträcka 3 som bara mätts vid de två första tillfällena eftersom sträckan åtgärdats mellan de två senare tidpunkterna.

Störst deflektioner har mätts den 22 april. På fyra av sträckorna har något lägre deflektioner mätts den 7 oktober jämfört med den 2 september. På tre sträckor är förhållandet det omvända.

thodul

thodul beräknad med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningscentrum (r) framgår av figur 6.3.1.

thodul (MPa) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 0 '__4-4 /-/yi .zu 300 _/z : STFH E +22-apr g 600 --2--02-sep L 1 5070kr 900 1. Y. 1200 T thodul (MPa) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120 130 140 150 160 170 0 -..a 45a' /Lf//F " ÃJ ' MÅ , , .ø' 300 7. 3/ ' STRS /' E600 / +22 apr ê T --ö-Oz-se 900 " m" ,

1200 30 thodul (MPa) 100 120 140 160 180 200 220 240 260 / /áf

g.-300 r (m m) _m 0 O

/

/

900

4:

/

1200 thodul (MPa) 100 120 140 160 180 200 220 240 260 _.-a*' ? 300 r (m m) 900

1 200 STH 2 +22-apr --Rh- 02-sep +070kt STH 4 + 22-apr "än 02-sep +07-okt VTI notat 2-2000

thodul (MPa) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 thodul(MPa) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 , »§/ 0 / %§ w ø/'y / 46W / J.._{.m/ // ,.J}/_.. / /" //VøH/a

/7/

//m

300 ;,of 300 A 'I I I , f l i, : STR 5 4 sf STR 6 E +22-apr E 5 5 600 å ä ' ai : 5 + 22-apr

'á "34" 02-sep 600 nu» 02.5ap

1' +07 0kt 1a +07-0k1 l! \ a₁ ._X \' 1 900 v 900 *-\ä1 . i_ . i . 'i 1 200 1 200

, . ø ,_ .4 # 7 *

thodul (MPa) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 0 // -f '/ÖN'M ./ 4,0% ///..6' ' / /pn/N //Fñ'y 300 / \\ \ STH 7 E \\k +22«apr á 600 W .\ .I i. 02.59p - +07okt \\_\ 900 \ \ \\.. 1200 \- h

Figur 6.3.1 Medelvärde av ytmodul vid olika årstider 1999 på väg D 214. Observera att det är olika skalor på x-axlarna.

Här kan tre olika typer av figurer ses. På fyra av sträckorna, 1 och 4-6, är modulen relativt lika eller ökar lite på ekvivalenta djupet (I) 300 - 1200 mm. På två av sträckorna, 2 och 7, ökar modulen på djupet 600 - 1200. På sträcka 3 minskar modulen med djupet.

E-moduler

Vid beräkning av E-moduler har obundet bär- och förstärkningslager slagits ihop till ett lager. Beräknade E-moduler för det obundna lagret på samtliga sju sträckor visas i figur 6.3.2. I figur 6.3.3 visas E-Inoduler i relation till de som beräknats för den 7 oktober.

625 600 575 550 525 500 4 475 450 425 400 375 350 325 300 275 250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0

20-apr 'BO-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-qu 08-aug18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-okt

E2

(M

Pa

)

Figur 6.3.2 E-moduler, medelvärden, för obundet Överbyggnadsmaterial på väg D 214.

1,30 1,20 1,10 1 ,00 0,90 0,80 --0- Str 1 0,70 'mä-m Str 2 ... 4 "336m Str 5 0,60 _{m0- Str 6} W? Str 7 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

20-apr 30-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-jul 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-okt

Figur 6.3.3 Relativa E-moduler, medelvärden,för obundet överbyggnadsmaterial på väg D 214. Värden relativa de som beräknatsför den 7 oktober.

Beräknade moduler varierar mycket mellan de olika sträckorna. På de tre sträckor där högst E-modul beräknats, l, 4 och 7, har vid provtagning i vägen noterats stenfyllning eller stopp vid sten. Variationen inom några av sträckorna är också mycket stor.

I figur 6.3.3 framgår variationen under året. Variationerna visas även i tabell 6.3.1. Vid mätningen den 2 september har såväl högre som lägre E-moduler erhållits jämfört med den 7 oktober.

På sträcka 3 som inte är med i figuren och tabellen har endast något lägre E-modul beräknats för den 22 april jämfört med den 2 september.

Tabell 6.3.1 Variation i beräknad E-moa'al för förstärkningslager på väg D 214. Relation till

höstvärde.

Vår (22/4) Sommar (2/9) Höst (7/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor

Samtliga 0,75-0,95 Samtliga 0,85-1,25 Samtliga 1,0 1,4, 6, 7 O,9-O,95 l, 5 O,85-l,0

2,5 O,65-O,75 2, 4, 6, 7 1,1-1,25

Beräknade E-moduler för undergrunden på samtliga sju sträckor Visas i figur 6.3.4. I figur 6.3.5 Visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 7 oktober.

210 200 190 180 170 160 + Str 1 man»Str 2 _733-Str 3 --- Str 4 mät-m Str 5 man Str 6 mir-m Str 7 10

20-apr 30-apr 10-maj 20-maj (SO-maj OQ-jun 19-jun 29-jun 09-qu 19-jul 29-qu 08-aug18-aug 28-aug O7-sep 17-sep 27-sep O7-0kt

Figur 6.3.4 E-modaler, medelvärden, för undergrunden på väg D 214.

1,10 0,70 -O- Str 1 aw- Str 2 ---ii-:st---v Str 4 maten- Str 5 0,50 _{-&- Str 6} ' "§"*" Str 7 0,60 re l. Eu 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1 t I I I 1 I 1 l l I l l 1 'I I

20-apr SO-apr 10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-qu 19-qu 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-0kt

Figur 6.3.5 Relativa E-modaler, medelvärden, för andergrunden på väg D 214. Värden relativa i de som beräknats för den 7 oktober.

För undergrunden har mycket olika E-moduler beräknats för sträckorna; högst för sträcka 7 och lägst för sträcka 3. Den beräknade modulen för sträcka 3 på 6-7 MPa är mycket låg.

I figur 6.3.5 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.3.2.

Tabell 6.3.2 Variation i beräknad E-modal för andergrand på väg D 214. Relation till

höstvärde.

Vår (22/4) Sommar (2/9) Höst (7/10)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor

Samtliga 0,85-O,9 Samtliga 0,9-1,05 Samtliga 1,0

4, 5 0,9-l,0 1,2, 6,7 l,0-l,05

Trots att mycket olika E-moduler beräknats för de olika sträckorna är variationen under året likartad.

På sträcka 3 som inte är med i figuren och tabellen varierar inte modulen Vid mätningarna den 22 april och den 2 september.

6.4 Y 950 Helgum - Viken

Fallviktsmätningar har utförts på nio sträckor var 10:e meter i höger spår i vägens båda

riktningar, sammanlagt 21 mätpunkter per mättillfälle. Mätningarna genomfördes vid tre tillfällen under 1999; 19 maj, 24 augusti och 29 september.

Störst deflektion har mätts den 19 maj. På samtliga sträckor har lägre deflektion mätts 24 augusti jämfört med 29 september. På sträcka 4 har lägre deflektion mätts på avståndet 1200 mm

(Dl200) 19 maj än vid de senare tillfällena,vilket tyder på att sträckan inte är helt urtj älad. På tre

sträckor är Dl200 ungefär lika vid de tre mättillfällena; sträcka l, 2 och 7. På sträckorna 3, 5, 6, 8

och 9 är Dl200 större vid den första mätningen än vid de senare. På dessa sträckor är även deflektionen i centrum (DO) relativt större vid vårmätningen jämfört med sommar- och höstmätningen.

thodul

thodul beräknad med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningscentrum (r) framgår av figur 6.4.1.

thodul (MPa) thodul (MPa)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 0 20 40 60 80 100 120 140 160 150 200 220 240 260 0 * /' MJ_ ,a 0 way__ / ./ _-ø" f. /./ A ///-«'''' ' J. 300 ,1" 300 Å I I 'I 4I STR 1 41' STR2 i E \ i +19-maj E +19-ma) 5 600 N --w-24-aug g_ 600 :i -ocu24-aug 1- \ X +29-sep '- +29'59 \ 1 . 1 1 \ 900 900 l.

\

1_'1

\

1_: 1200 \ A \ 1200

thodul(MPa) thodul (MPa)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 0 / /f_4,..-*,. 0 / /J rf.,r- _ , / _-.av /_ ___,. /___,.ø" Å _-.ø' / 4.0" //JV-r / 4 -r / 4,.. 0/) r / I/wm_ ,.

M5'

1' (m m) _8o r (m m) + 29-58 / 3/ 300 f' i : 1 "5 sm 3 i' sm 4 1 1 +1Q-maj +19-maj "3. +24-aug 600 v+24.aug .\ \'\ +29-sep \ 300 ( \ x\ 11\ \ \ 1 900 ;i 900 A'

x \ 4 \ \ \ \ \\ .\_ 1_\\ \ \_{1\ \} \ Xx 1200 1200 \*

thodul (MPa) Ylmodul (MPa)

0 20 40 60 00 100 120 140 160 120 200 220 240 260 230 300 320 340 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 0 ,, 0 ,. ,, /.-ø"" /N'N ' / /4rá'wpdi """ .g 4---" ' ,Mr " / //wáyø 300 I, 300 1 ' :e/ f W g:/" STRS :/R STRö i E -6-19-maj E +19*mai g_ 600 1 +24-aug E 600 f »Eva-aug *- \L +29-se *- \ :gm 1 \ 1 K! '1 1 900 \ 900 \ *7 \ \' \\ \ i\ \ \ \\ 1\ _\ 1200 L 1200

VTI notat 2-2000 35

thodul (MPa) thodul (MPa) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 0 20 40 60 130 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 . O - . __,ø- /- ,_44 /küpø /' // ,mf/_Jø-Ãñøøia, / t 44" KN." MM / / Nm! / 'N' 4)!" " / 300 /F _T1 .1 se 1 //

'o

m\

'1 \ \\ \ \\ \ \ ål 900 900 . \ x\ 2 x = \ \ a \ \ I: K \ \ « 1 200 1200

thod ul (M Pa) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 160 200 220 240 260

/Ãøøøø

l

E 600 K \\\\L \ 900

\

1200 \\M

Figur 6.4.1 Medelvärde av ytmodulvid olika årstider 1999 på väg Y 950. Observera att det är olika skalor på x-axlarna.

På samtliga sträckor är modulen som lägst på ekvivalenta djupet (r) 300 till 600 mm för att sedan öka mer eller mindre med djupet.

Att tj äle troligen finns i Vägen på sträcka 4 Vid mätningen 19 maj framgår av figur 6.4.1, där modulen är högre på djupet Vid Vårmätningen jämfört med sommar- och höstmätningen. Modulen är även något högre på djupet på sträcka 1 och 2 Vid den första mätningen.

E-moduler

Vid beräkning av E-moduler har bär- och förstärkningslager slagits ihop till ett obundet lager. Beräknade E-moduler för det obundna lagret på samtliga nio sträckor Visas i figur 6.4.2. I figur 6.4.3 Visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 29 september.

250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 1 10 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-jul 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-0kt

+Str 1 *WE-w Str 2 _rik- Str 3 Str 4 »349- Str 5 '49- Str 6 ml- v Str 7 --<-- Str 8 E2 (M Pa )

Figur 6.4.2 E-moduler, medelvärden, förobundet överbyggnadsmaterial på väg Y 950.

1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 i-0- Str 1 1 '00 mä Str 2 0,90 311' 3 m --- ---Str 4 5. 0,80 -üE-Str 5 h '3'" Str 6 0,70 mir-"Str 7 0160 ---- Str 8 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-qu 19-jul 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-0kt

Figur 6.4.3 Relativa E-moduler, medelvärden, för obundet överbyggnadsmaterial på väg Y 950. Värden relativa de som beräknats för den 29 september.

Beräknade E-moduler, medelvärden för sträckorna:

19 maj 40-140 MPa

24 augusti 100-230 MPa

19 september 75-200 MPa

Högst E-moduler har beräknats för sträckorna 2, 3, 7 och 8, lägst för sträcka 6. I figur 6.4.3 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.4.1. Sträcka 2 är den sträcka där modulen varierar minst under året.

Tabell 6.4.1 Variation i beräknad E-moa'al för obundet överbyggnadsmaterial på väg Y 950.

Relation till höstvärde.

Vår (19/5) Sommar (24/8) Höst (19/9)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor

Samtliga 0,5-O,8 Samtliga 1,1-1,5 Samtliga 1,0

2 0,8 2, 7 1,1

3, 5, 7, 8, 9 0,6-0,7 l, 3, 5, 6, 9 1,25-l,35 l, 4, 6 0,5-0,6 4, 8 1,5

Beräknade E-moduler för undergrunden, lager 3, på samtliga nio sträckor Visas i figur 6.4.4. I figur 6.4.5 Visas E-moduler i relation till de som beräknats för den 29 september.

Eu (M Pa ) 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 O

10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-jul 19-jul 29-jul O8-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep O7-0kt

-+- Str 1 En Str 2 _sia- Str 3 Str 4 »359-- Str 5 "i" Str 6 mån-- Str 7 ---Str 8

Figur 6.4.4 E-modaler, medelvärden, för andergranden på väg Y 950.

1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1 ,10 -0- Str 1 man" Str 2 _35:-_ Str 3 Str 4 _ett- Str 5 ma»- Str 6 Wim Str 7 --- Str 8 Str g 1,00 0,90 0,80 re l. E u 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

10-maj 20-maj 30-maj 09-jun 19-jun 29-jun 09-qu 159-qu 29-qu 08-aug 18-aug 28-aug 07-sep 17-sep 27-sep 07-0kt

Figur 6.4.5 Relativa E-moduler, medelvärden, för andergranden på väg Y 950. Värden relativa de som beräknatsför den 29 september.

Beräknade E-moduler, medelvärden för sträckorna: 19 maj 55-75 (90) MPa

24 augusti 55- 110 MPa 19 september55-100 MPa

För sträcka 4 har E-modulen för Våren beräknats till 90 MPa, men då är troligen inte sträckan urtj älad. Högst E-modul för sommar-höst har beräknats för sträcka 8, lägst för sträcka 2. I figur 6.4.5 framgår variationen under året. Variationerna Visas även i tabell 6.4.2

Tabell 6.4.2 Variation i beräknad E-modalfo'r undergrand på väg Y 950. Relation till höstvärde.

Vår (19/5) Sommar (24/8) Höst (19/9)

Sträcka Faktor Sträcka Faktor Sträcka Faktor Samtliga O,6-1,0 (1,5) Samtliga 0,95-1,1 Samtliga 1,0 2 1,0

3, 6, 7 0,8-0,9 5, 8, 9 0,6-0,7 1, 4 1,05-l,5

6.5 BD 597.01 Björsbyn

På en 100 m lång mätsträcka i Björsbyn på väg 597 i BD-län har omfattande fältmätningar utförts inom projektet Jämförelse mellan uppmätta och beräknade tj ällyftningar på Luleå Tekniska Universitet. Bland annat utfördes fallviktsmätningar under åren 1996-97.

Då vägen förstärktes under sommaren 1997, har mätningarna från 1996 studerats. Mätsträckan ligger mellan sektionerna 1/020 och 0/928.

Mätningar med två fallhöj der har utförts var 5:e meter i vägens båda riktningar. Här har enbart mätningar med kraften ca 50 kN studerats. Mätningarna genomfördes vid 79 tillfällen under perioden 18 april till 8 oktober 1996.

För jämförelse med mätningar på de övriga vägarna har tre mätningar från följ ande datum valts; 25 juni, 15 augusti och 23 september.

Högst deflektion har mätts den 25 juni, lägst den 23 september.

thodul

thodul beräknad med hjälp av deflektioner på olika avstånd från belastningscentrum (r) framgår av figur 6.5.1. thodulen är lägst på det ekvivalenta djupet (r) 600 mm.

thodul (MPa) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 0 M M, a / .FD- NM _wa-r MM / r_dn- N . .MM / NMM,N:Nøø-M w / Mw*ünøø 'JM 0-* .5 M' r r // 3,y/:0* W 300 1 600 i!

1

11

W

\Tt

Figur 6.5.1 Medelvärde av ytmodul vid olika årstider 1996 på väg BD 597.

Nam 15-aug ;0-25-jun www-sep r (m m)

E-moduler

Beräknade E-moduler för förstärkningslager, lager 2, och undergrund, lager 3 framgår av figur 6.5.2.

65

55

/

Jä-01 01 C 03 -h 0" ! O

/

?Fia-.gsm

'Mä-w Undergrund E-mo dul (M Pa )

\

1

N UI _& N O ... L 01 _ L _O 5 0 1 I I

20-jun 30-jun 10-qu 20-qu 30-jul 09-aug 19-aug 29-aug 08-sep 18-sep 28-sep

I 1 l 1 I 1

Figur 6.5.2 E-modalerförförstärkningslager och andergrand, medelvärden, vid olika årstider 1996på väg BD 597.

Om samtliga mätningar utförda under 1996 studeras erhålls E-moduler enligt figur 6.5.3. Enligt mätningar är Vägen urtj älad kring den 15 juni. Då Överbyggnaden fortfarande är tj älad 'ar

överensstämmelsen mellan mätt och beräknad nedsjunkningsbassäng mindre god.

300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 -0- E2 .mmm E3 E-mo dul (M Pa ) °+z % år 0%.. \Q).. (73); 6 .. <\ .. 9) 0) 7»

Figur 6.5.3 E-modaler, medelvärden, för förstärkningslager (E2) och andergrand (E3) beräknade vid samtliga mätningar 1996 på väg BD 597.

E-moduler i relation till de som beräknats den 23 september visas i figur 6.5.4. 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 1,0 den 23-sep + E2 rel mä E3 rel * \ k 0 0 0 .s .s .& <5 xp ,'bQ »Q ,øQ . .. ,. ;0 ;§3 ;Q Å \ \ ,o ,o ' 'bg' oc» \9 q? Og '9 '29 GQ Ng '13 6\ *3 '29 94 <\ 70 e U°0 '0 *30

Figur 6.5.4 Relativa E-modalva'rden för förstärkningslager (E2) och andergrana' (E3) beräknade vid samtliga mätningar 1996 på väg BD 597. Värden relativa de som beräknatsför den 23 september.

Av figurerna Ovan framgår att E-modulen för undergrunden sjunker under urtj ålningen av vägen för att sedan vara i stort sett konstant under den otj ålade delen av året. En stor reduktion i E-modul för förstärkningslagret kan konstateras under tj ållossningen. Modulen är låg sålänge tj 'ale fortfarande finns kvar i undergrunden. Då vägen är urtj 'alad Ökar E-modulen för lagret snabbt, fördubblas i stort sett på en vecka. E-modulernas variation under året sammanfattas nedan i tabellerna 6.5.1 och 6.5.2.

Tabell 6.5.1 Variation i beräknad E-modal för förstärkningslager på väg BD 597. Relation till

hostvärde.

Vår (25/6) Sommar (15/8) Höst (23/9)

0,45 0,95 1,0

Tabell 6.5.2 Variation i beräknad E-moa'al för andergrand på väg BD 597. Relation till höstvärde.

Vår (25/6) Sommar (15/8) Höst (23/9)

0,90 0,90 1,0

7 Resultat och slutsatser

På 29 sträckor, 100 m långa, på 5 vägar spridda i landet har fallviktsmätning utförts vid tre tillfällen; vår, sommar och höst. Variationen i beräknad E-modul för obundet överbyggnads-material, bärlager plus förstärkningslager eller enbart förstärkningslager, och undergrunds-material sammanfattas i figur 7.1 och 7.2. Beräknade E-moduler för vår och sommar, som är medelvärden för respektive sträcka, har dividerats med motsvarande värden för hösten. Nedan redovisas faktorer vilka kan användas vid dimensionering av förstärkning baserad på fallviktsmätning, då fallviktsmätning inte utförts vid olika tider på året. Dessa ska naturligtvis användas med omdöme då denna studie är begränsad till sin omfattning. Mätningarna är endast utförda under en säsong och sommaren 1999 var varm och torr. Då stora nedsättningar i en vägs bärighet erfarenhetsmässi gt är känd är behovet av provtagning av material större och

fallviktsmätning vid flera tider på året att rekommendera.

1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 +vår/höst -wäwsommar/höst För hål la nd e E-modul BL+FL 35-62 cm FL 17-70 cm BL+FL 21-83 cm BL+FL 25-52 cm cm 8 5: 7 E E 1'- 1- v- 1- 'r-(5 D D Vägsträcka H 63 5 1 H 63 52 H 63 5: 3 H 63 5: 4 H 63 5 5 G 84 5 1 G 84 52 G 84 5: 3 G 84 5: 4 G 84 52 5 G 84 5: 6 4 O Y 90 52 Y 9 0 5 3 Y90 51 4 Y 90 5: 5 Y 905: 6 Y 90 5: 7 Y 905 8 Y 90 51 9 BD 59 7 D 2 _D2 _{D2 D2 Y}

Figur 7.1 Förhållande mellan beräknad E-modal för obundet överbyggnadsmaterial vår/höst och sommar/höst, medelvärden för samtliga vägstra'ckor (BL = bärlager, FL = förstärkningslager, max- och mintjocklekför vägen enligt provtagning anges). De obundna överbyggnadsmaterialen, för vilka här E-moduler beräknats, är av skiftande kvalitet. Provtagningen av de obundna överbyggnadslagren visar att inte något material klarar dagens krav enligt Väg 94. Det är också vad som kan förväntas på den här typen av vägar.

Om samtliga sträckor beaktas så erhålls följande förhållanden i E-modul för de obundna överbyggnadsmaterialen:

vår/ höst medelvärde 0,72 standardavvikelse 0,14 sommar/ höst medelvärde 1,15 standardavvikelse 0,16

Beträffande förhållandet mellan vår och höst föreslås att en faktor 0,7 används om inte annat är

känt. Med vattenkänsligt material kan E-modulen sannolikt reduceras betydligt mer, till en faktor på ca 0,5. Med material av högre kvalitet är reduktionen mindre och då är en faktor på ca 0,9 mer trolig.

Skillnaden i E-modul mellan sommar och höst är mindre och till viss del slumpmässig samt beroende av vilken dag sommar respektive höstmätningen utförts (detsamma gäller naturligtvis förhållandet vår/höst). E-modulen är ungefär densamma sommar och höst och en faktor 1,0 föreslås att används om inte annat är känt. Innan höstmätningen på väg Y 950 hade det troligen varit frost som tinat, vilket kan förklara den något höga faktorn för sommar/höst.

Här erhållna resultat kan jämföras med de studier som tidigare gjorts för andra typer av vägar och E-moduler som anges i VÄG 94, kapitel 3 Konstruktiv utformning av överbyggnad .

För obundna överbyggnadsmaterial kan bara jämförelsen göras med VÄG 94, där krav på material ställs som inte uppfylls i något fall på de vägar som ingått i denna studie, se tabell 7.1. Tabell 7.1 Årstidsvariation i E-modul för obundna Överbyggnadsmaterial, enligt VÄG 94 Och

slutsatser av denna undersökning.

VÄG 94 Denna studie

Bärlager Förstärkn.lager Förstärkn.lager Skyddslager Okrossat Krossat

tjällossning/höst 0,67 0,67 1 0,70

senvår/höst 1 1 1 0,85 0,72 (0,44-0,98)

sommar/höst 1 l 1 1 1

På väg BD 597 har E-modulen beräknats när tj äle fortfarande fanns kvar i undergrunden och där har det lägsta förhållandet i E-modul vår/höst funnits. Detta motsvarar tj ällossning/höst, medan mätningarna på de övriga vägarna gjorts efter det att tj äle gått ur vägen, med undantag för någon sträcka.

För undergrunden erhålls följ ande förhållanden i E-modul om samtliga sträckor beaktas:

vår/ höst medelvärde 0,77 standardavvikelse 0,12 sommar/ höst medelvärde 1,01 standardavvikelse 0,07

På tre av sträckorna på väg Y 950 förekom troligen tjäle vid vårmätningen, markerade 1 figur 7.2. Dessa tre sträckor ingår inte i ovan beräknade medelvärden.

En uppdelning av sträckorna efter bedömd jordart vid provtagningen har gjorts. Uppdelningen är gjord enligt den gruppering Dj ärf (1995) använt och resultatet visas i tabell 7.2. Antalet sträckor inom de flesta jordartsgrupperna är få.

1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 * 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 +vår/höst män-»sommar/höst För hål la nd e E-mo dul FFFFFFY_ N N N N N (5 D D 0 O D D 0 >-Vägsträcka H 63 5 1 H 63 52 H 6351 3 H 63 5 4 H 63 52 5 G 84 5 1 G 84 52 G84 5: 3 G 84 52 4 G 84 5: 5 G 84 52 6 84 5: ? 0 Y 90 52 Y 90 5: 3 Y 90 5: 4 Y 90 51 5 Y 90 5: 6 Y 9 0 5 7 Y 90 5 8 Y 90 5 9 BD 597

Figur 7.2 Förhållande mellan beräknad E-modal för undergrundsmaterial vår/höst och sommar/höst, medelvärden för samtliga vägsträckor.

Den beräknade E-modulen är ungefär densamma sommar och höst oberoende av undergrundsjordart. En faktor 1,0 föreslås oberoende av undergrundsjordart.

Reduktionen i E-modul under våren är relativt litenför samtliga grupper, medelvärdet för grupperna ligger i intervallet 0,73 till 0,88. Det visar att reduktionen är något mindre för undergrunden än för de obundna överbyggnadslagren. En viss osäkerhet i bedömningen av jordart finns eftersom provtagningen normalt sker i ytan av terrassen och andra material kan

finnas på djupet (provtagningen på väg BD 597 är ett undantag).

Tilläggas kan att en sträcka som inte redovisats ovan är sträcka 3 på väg D 214. Inget

undergrundsmaterial har noterats vidprovtagningen, men en mycket låg E-modul har beräknats. Modulen är densamma vår och sommar (ingen fallviktsmätning utfördes på hösten), dvs. ingen årstidsvariation.

Tabell 7.2 Årstidsvariation i beräknad E-modulför undergrundsmaterial. Material vår/häst sommar/häst Väg

I. Leror och siltiga leror

siLe 0,88 1,03 D 214 sasiLe 1,11 Y 950 si,siLe,Le 0,89 0,90 BD 597 mv 0,88 1,01 5 0,01 0,10 I. Organisk jord muJ 0,79 1,03 G 845 muJ 0,85 1,05 G 845 mn] 0,68 1,19 G 845 mv 0,77 1,09 5 0,09 0,09 II. Silt saSi 1,04 Y 950

III. Siltiga och sandiga jordar sigrSa 0,85 1,02 H 635 sigrSa 0,57 0,99 H 635 sigrSa 0,66 0,98 H 635 sisaGr 0,52 0,92 H 635 sisaGr 0,71 0,95 H 635 5183 0,68 1,08 G 845 siSa 1,00 0,96 G 845 siSa 0,81 1,07 Y 950 mv 0,73 1,00 5 0,16 0,06 IV. Friktionsjord Sa 0,80 1,01 Y 950 Sa 0,90 0,99 Y 950 mv 0,85 1,00 5 0,07 0,02

Stopp vid sten

stp Sten 0,79 1,01 G 845 stp Sten 0,69 0,98 G 845 Sten 0,91 1,02 D 214 stp Sten 0,90 0,98 D 214 & Sten 0,84 1,05 D 214 mv 0,83 1,01 5 0,09 0,03 46 VTI notat 2-2000

I tabell 7.3 visas en jämförelse för undergrundsmaterial med tidigare studier och VÄG 94, kapitel 3 Konstruktiv utformning av överbyggnad . Här bortses från tjällossningen eftersom

mätningarna utförts senare, med något undantag. För bestämning av E-modulen i tj ällossningen krävs att undergrunden delas upp i tj älade respektive otjälade lager, vilket medför vissa problem. Annars beräknas medelmodulen för undergrunden, vilken kan vara större med tjäle kvar i vägen trots att delar av undergrunden kan vara mycket svag (se väg BD 597).

Resultatet från sträckor där provtagningen stoppats vid påträffande av sten har i tabellen tagits

med under moräner.

VÄG 94 avser nybyggnad och Dj ärf's studie är gjord på byggda vägar, medan Wiman's studie är gjord på grusvägar och denna icke-byggda vägar. Det som skiljer de olika typerna av vägar är överbyggnadens tjocklek och styrka. Dessutom kan dräneringsstandarden variera. Av tabell 7.3 kan dock inte utläsas att detta skulle påverka relationen i E-modul mellan vår och höst.

I samtliga fall har samma E-modul funnits/antagits för sommar och höst.

Dj ärf's studie omfattar södra och mellersta Sverige och Wiman s studie omfattar endast

Östergötlands län. I denna studie kan inte utläsas någon skillnad i årstidsvariationen med hänsyn till mätsträckornas geografiska läge. Det bör dock påpekas att tidpunkterna för

fallviktsmätningarna är valda med hänsyn till respektive vägobjekts geografiska läge.

Tabell 7.3 Årstidsvariation i E-modalför material i andergrand, enligt VÄG 94, Djärf (1995), Wiman (1982) och slutsatser av denna undersökning.

Material VÄG 94 Djärf Wiman Denna studie Leror och siltiga leror mtrltyp 4 siLe, Le Le siLe

(sen)vår/höst 0,8 0,71-0,8 0,71 0,88

sommar/höst l l l l

Organisk jord mtrltyp 6 muJ

(sen)vår/höst - - - 0,77

sommar/höst - - - l

Silt mtrltyp 5 saSi

(sen)vår/höst 0,44 07 1 -0,8 -

-sommar/höst l l - l

Siltig och sandig jord mtrltyp 3 siSa, leSa sigrSa, siSa, sisaGr (sen)vår/höst 0,5 0,78-1 - 0,73

sommar/höst l l - 1

Friktionsjord mtrltyp 2 Sa Sa Sa

(sen)vår/höst 0,85 1 0,94-0,95 0,85 sommar/höst l l l l

Moräner mtrltyp 2 (stopp vid sten)

(sen)vår/höst 0,85 0,75-1 0,92 (0,83)

sommar/höst l l l (l)