Dimensionerande underlag, lägesrapport 1989-05-31

(1)

I m n o t a t

Nummers

Titels

Författares

V 92 Datums 1989-06-26

Dimensionerande underlag, lägesrapport 1989-05-31

Jörgen Svensson

Avdelning: Vägavdelningens vägkonstruktionssektion

Projektnummer: 41391-4

Projektnamns Dimensionerande underlag

Uppdragsgivares Vägverket

Distribution: begränsad

W

Våg-ochTrafik

institutet

Statens

v

ä

g

-

och trafikinstitut

Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-115200. Telex 50125 VTISGIS Besök: Olaus Magnus väg 37, Linköping

(2)

Dimensionerande underlag, lägesrapport 1989-05 av

(3)

1 INLEDNING

2 UTLÄNDSKA PROVMETODER FÖR BEDÖMNING AV

JORDMATERIALS EGENSKAPER

3 CBR-TEST, SEDIMENT

(4)

1 INLEDNING

Projektet dimensionerande underlag syftar till att ta fram mätbara materialegenskaper hos jord. Materialegenskaperna hos jord bestämda med olika analys- och provmetoder används sedan vid konstruktion och dimensionering av vägöverbyggnader.

Ett första moment i projektet har varit att undersöka vilka krite rier andra länder använder vid dimensionering av vägkonstruktioner. Förutom Sverige har kriterierna studerats i Norge, Danmark, Finland, England, Västtyskland, Schweiz, Frankrike och Canada.

I det andra momentet har CBR-test utförts. CBR är en empirisk metod (erfarenhetsmässig) för att bedöma bärigheten i jord eller stenmate rial. I första hand har ett antal utvalda sediment CBR-testats. Samtidigt pågår triaxialförsök, E-modulbestämning, flytgräns m m på sedimenten tagna från samma lokal och vid samma tidpunkt. Här redo visas resultaten från CBR-testen utan några värderingar och slut satser. Som avslutning redovisas ett antal CBR-tester på lera, för- stärkningslager och morän, vilka härrör från ett praktikfall vid nybyggnad.

2 UTLÄNDSKA PROVMETODER FÖR BEDÖMNING AV JORDMATERIALS EGEN

SKAPER

Huvudsakligen har uppgifter om utländska försök hämtats ur VTI-med- delandena 103 och 104. Vissa uppgifter har hämtats från respektive lands vägbyggnadsnormer.

Nedan redovisas de olika ländernas analys- och provmetoder för att bedöma jords och stenmaterials egenskaper.

De dimensioneringsgrundande analys- och provmetoder som används i Sverige för närvarande redovisas i tabell 1 och 2.

Norge:

Danmark:

Finland:

1. Kornstorleksfördelning siktanalys inkl slamning 2. Graderingstalet (Cu)

3. Plasticitetsindex (Ip)

4. Humus (glödgning, lutextraktion syratest)

1. Okulär bedömning av geolog för tjälfarlighets- klassbestämning

2. CBR för bestämning av bärighetsegenskaperna i vägöverbyggnadsmaterialet

3. E-modul kan bestämmas utifrån erfarenheter på grundval av jordartsbeskrivningen, vingborrför- sök och laboratorieresultat

1. Kornstorleksanalys, siktanalys inkl slamning 2. Kapillaritet

3. Graderingstalet (Cu)

4. E-modul, beräknat efter jordartsbestämning,

(5)

England:

Västtyskland:

Schweiz:

Frankrike:

Canada:

Bedömning av jordarters tjälfärlighet 1. Frysförsök, RRL Frost test

2. Kornstorleksfördelning, finmaterialmängd

(<0,075 mm)

3. Materialets vatteninnehåll definierat som den mättade medelvattenhalten i materialet (partik

larna) . Detta är alltså ett mått på stenmate

rialets förmåga att suga upp vatten. 4. Plasticitetsindex (Ip)

5. Dräneringsförhållanden (avståndet till grund vattenytan)

Undergrundens bärighet uttrycks i CBR %. Uppskatta de 1ab-CBR-värden för brittiska jordarter packade vid naturlig vattenhalt.

1. Kornstorleksfördelning 2. Graderingstalet (Cu)

3. Kurvkoefficient (Ca)

4. Plasticitetsindex (Ip) 5. Flytgräns (WL)

6. Det organiska innehållet

7. Tjälfärlighet, bedöms efter kornfördelning,

plastiska egenskaper och organiskt innehåll 1. Kornstorleksfördelning

För att avgöra om ett material är tjälfarligt eller inte använder man sig enbart av kornför delningen (mtrl <0,02 mm). Finmaterialhalten

(mtrl <0,02 mm) beräknas på material <60 mm. 2. Plasticitetsindex (Ip)

3. Frysförsök. Utförs i tveksamma fall då man behöver en mera noggrann bestämning av ett materials tjälfärlighet

4. CBR. Utförs i samband med frysförsök 1. Kornstorleksfördelning

2. Plasticitetsindex (Ip) 3. Graderingstalet (Cu) 4. Kurvkoefficienten (Cc)

5. Frysförsök vid bedömning av tjälfarlighet

6. CBR, förekommer vid bestämning av bärighets- parameter (Sj)

1. Kornstorleksfördelning

2. Plasticitetsbestämning (Plasticitetsindex IP) Jordmaterial bedöms även med avseende på organiskt innehåll, mekaniska egenskaper, bärighetsförmåga, stabilitet samt densitet.

Stenmaterial testas och undersöks med avseende på petrografiskt innehåll, LT-index, frys-tö varaktig het och krossytegrad.

(6)

jU U j t

StEJîtfMNX — wo^L^ti/åÉ^^./ £*?£• %q Peo^T^heT HmeRj'*\L _______ i Jo r d a r t Blacu' Halt STEn halt SiKT AMALVS SLAH- A/iv (, Srm **- INLLTAi-(.CO ‘bkAK-peov itejott) i/Mull - wivftt-Aeot/ v/ATte^ UVOT ( w ) P e m . [u a p . ( k ) 1 nv-W * U _ j E-Hodvl C B,Q [Sa n d g€K\/» _Q>Tj_urk^l I PoI67T SA>e) Pls&T TAL (? > ) n.ym n w -&PAHZB. U ) ^ FLVT6R. Ffy-lkOV [u^cA ___ J __ G t'ru /} K _y o x Gv- X y r o^S a _y S a . y . y Aa. S a U X K y y /â Sl _X Si K y _y S i 14 X y K y y A S t * K v. y / / H /.d * y K x _x y * X OMMS*vÄENfce Utb oeÂNv$ua /A/Ayf A/4C4 X

(7)

/ c t b c U 2 , M ^E A K J E g — A N A LV ^H E T O t> £-R S o M / ^ m i^ S ' " / Z *G > , P e p \/r A ( iS r H Q T E H /+ L ^uM/vv> 0 lO e .D A R X fcuoux h^l t STEM-Ha l t SvUT A N Als/S S.U\W-N\Nh ftfcADep-iW^TAl C^cl) SUav C-Prov VTRUU_-PfcoV V/*TTEn Xvjot (.'JO') Pe£ H , O o

KftP. CnLÖD E -Hodui CEfc £AnE>

EKV/. \ } * EEufcU p L ^ r (,v w p ) P U C T . "n=tL CIP) R v m e . U u L ) R v lS R . P\LLKON I ' U u l Gw uA rtteTCCKM. ^ VlCi w y X u x X l X X * (Xx, A ///? X % X X (X) X) m Mh X X X X m Hu X X X _X (x"j jL h « X X X X _K ( X 1 f i U X X X X X OMfcMSTAENW: M tD o & i A N i w i w e h4l l X

/ iCLA *icb) 'jpte

(8)

'-3 CBR-TEST, SEDIMENT

Följande jordarter har undersökts med CBR.

1. Moränlera (lermorän), Salerup, Skåne. Obs! Ej sediment! 2. Finlera (lera), VTI-prowägshallar

3. Lerig mjäla (lerig silt), väg 62 Forshaga-Deje, 8/848 4. Varvig finlera (lera), väg 62 Forshaga-Deje, 9/920 5. Fin mellanlera (lera), väg 62 Forshaga-Deje, 10/294 6. Grovlera*) (lerig silt), väg 62 Forshaga-Deje, 16/020

I figur 1 redovisas kornstorleksfördelningen för ovanstående jord arter.

*> Grovleran har ej CBR-testats beroende på att jordmaterialet står under vatten i provbaljan. Se dock test med "CBR"-bestämning i E-modulcylinder där prov på grovleran tagits in-situ.

Tillvägagångssätt för CBR-test:

• Respektive jordmaterial har instampats vid den vattenkvot som

rådde vid provtagningstillfället,

• instampning i CBR-cylinder har skett enligt modifierad AASHTO på

material <20 mm,

• tryckning i tryckpress för CBR-bestämning har utförts direkt

efter instampning och iordningställande av provet,

° CBR-test har skett på prov med eller utan överlast,

• vid test med överlast har den motsvarat ca 70 cm vägöverbyggnad,

° ur registrerad kraftkurva beräknas CBR,

• efter torkning av jordmaterialet bestäms vattenkvot och torr

skrymdensitet,

(9)

P a s s e ra n d e m ä n g d , v ik tp ro c e n t Ler

--- Finsilt Mellansilt Grovsi It Finsand Mellansand Grovsand Fingrus Mellangrus Grovgrus j Mellanstei

Ler Finmjäla Qrovmjäla Finmo Grovmo Mellansand Grovsand Fingrus Grovgrus Sten

i | " » l ' ’M M 0,001 0,002 0,005 0,01 Kornstorlek, mm 1111 i ijfTT 0,063 0,125 0,074

t t 't t "i ii i fl iim m f i i r f ii J i i 11 |ii i i [ i i i | i f r - f i 1 1 fi|f i

0,25 0,5 1,0 2 4 5,6 8 11,2 16 20 25 3 2 5 0 60 100 1 KoeÅtlL&feA , LefcHOfcANJ 3. L s f c i c , H j Å t A , S iu T F i mUZ Ka. ICtyv, 5. F l w H e y J V M U B f c A | l e r a i. & e o \ l L £ f c A . LSfcifa U c T 03 ( Q 0)

(10)

I tabell 3 redovisas utförda CBR-testerna på sedimenten och ett moränprov.

Försök har också utförts för att ta s k In-situ-prover på några av ovan beskrivna jordarter och därefter utföra CBR-test på dessa. Observera att In-situ-proverna har tagits i s k E-modulcylindrar som har diametern 178 mm mot CBR-cylinderns 152 mm. In-situ-provet har iordningsställts så att provkroppens höjd motsvarat den instampade i CBR-cylindern, 116 mm. CBR-test på In-situ-provet bör dock ge ett inte alltför avvikande CBR-värde vid jämförelse med test i CBR- cylinder. Dessa försök redovisas längst ner i tabell 3.

4 CBR-TEST FRÅN ETT PRAKTIKFALL

Jordarterna som undersökts är lera, morän och förstärkningslager. I figur 2 redovisas kornstorleksfördelningen av jordarterna.

Tillvägagångssättet för CBR-bestämningen har skett enligt ovan med undantag för:

° mindre överlast 40 cm; i något fall 20 cm,

• optimal vattenkvot som även bestämts för förstärkningslager och

morän,

° att även CBR-test utförts på vattenmättade prov.

(11)

_ ^ t

/ O s b c U 3 . 6 6 g. -T E S T **-' SAMH4/V A/M/éV

H iX k r la l 'viCv-Utu _{O p-tim al oaHew-} Tou-r 3>U.-itAUAp O jO r IvX^tU : . \ IoM £m. \/&-tr4ewt kv/c4 CCSR C ftfi Kuct Ua-U kx/o 4 a>'c_oc-io\_ £ VCvt^ Ua d Bias iAO.'Oj^ fveCfit *MAAWa<A- ^Aer \,vilHuaci 2.(54 WViKv *> | L?^ UaM

Sto_____ _2k___ % kg / <7m3 c*ao % ° /* Vo

Aq ci^KarCK \'A i < u I U /- ? 3 a - — — _{5 / 9} _{2, "g} —.

^OroM le^ra hd 'S ,S 15",b — /, 7-5" * — — — _{Ä /2} 2 , 2 —

AöVÖ^v-v U t^a 5-0,0 (b ib — 1,7-1 * - — 3 , 5 3 , 3 —

lAQrO v k.<a i'.H 13,S I S ,fe - 1 i l b ^ 0 — — _{9 Af} _{2 .S}

Lex o. Va 3 /.S 2-V.O - _{_ 1 ^ 3 . _ _} _/ ~ - — ₅_{: /} _{V .é} — L *►, n J.:* 32,2 av. 3 - _lvH3. _X — - _{3, 8} _{3, b} _ [ e>r<.\ ’. 3> 3 2 ,2 <27,3 --- _»,4B> y _{¥ 0} — — _;?,s _{2 , 1} — , c r , a;<v 3 2 ,2 <2%? - 1, m a X — — _{v , y} _{1 ,2} — ev-v^, H|a.te_3;/_„ 9,1,5 17,7- - Il bb _{... y ____} W - — _ö_,« _{/, b>} _ W.SL l V _ - 1.4*3, X — — 0 /9 / / b — .Cr,c M|6lö V-S 5.1 ,°i 13,0 • - 1 ,4 3 X. - _ — _{A S} _{Å .S}

!avviA 11,0 - l,ioH _.... X . ..._ - - - KO. 1,^ —

brv/i'V :fiu.V«no 4-Q, 1 5 ,7 ao,M — ____us_| y ... - _ - O A u a —

farvw |;v.icra 4*3 3 a ,i ‘ fc.i - i . b i X Cfo - - _US —

'a^jiq j 1 Mvctci 4*.Lf - l.feB y - ..50 — - 112> 1, b>

----N Vvr.;7,>iera S:| 5 2 , 7 13,5 — i,t>a X - - 0,5 0 ,4

» ^ V/.r • .'O.M'Cr^ b*rl a a/5 13, fa - _{...._\ xfe J...} _{y _____} — — — o .a _{0 ,3} —

il .... ... ... ■

C S R - T;/V - s / r ( 7 , E - H ö l\lLOfLtA/ö s e...

h-vV»a -|»vvltv-a a.s,$ i°i,a - U Ll — — — 7 ,4 - —

/arv ia^| Ivleva ^ ä . i i b .a — J , M — — _ _{2 ,9} _{7 , 3} __

\V0\J i^y Cv Z5,H 20,1 — 1,5 8 — - .—

(12)

P a s s e ra n d e m ä n g d , v ik tp ro c e n t Ler

<--- Finsilt Mellansilt Grovsi tt Finsand Mellansand Grovsand Fingrus Mellangrus Grovgrus | Mellansten

Ler Finmjäla Qrovmjäla Finmo Grovmo Mellansand Grovsand Fingrus Grovgrus Sten

ffcjlOr- 2-v 1. Le r a X . M o *a n .

Fofe£.T&®KMl NfcSLft^ER

03 (Q 03

(13)

lc±l>UL

^ & K- -T g y /s e .»

S

ak

M

é

K^LäLL (¥IM

l

FM".

H c o k r l a ( ' J & . U e - M U l ^ M O p - t l m a l o c u U e w - Tov r O u ^ - v r l o L ^ i \ l V Z & l f t e i / t k ' / C ' i ce> e C 6 K S w I-//m /h ö

K v J C t IwlU k \ J o \ ^ ' n x A c v - S K v n ^ t M < i d u * o i - U Å _{v A a i u / "} \ t o j X . k ± \ K i x X t \ t e < r y U l H ' J d i i f i H _ % ____________ % . .... % ... ... ...Ka / . c7 w3 . . . . C i r y ) % ° / ^ % ' 1 1 * / I t t < V V A ;■ > A . A ... U ? 0 v . -i -l é -L t r "l-l r > O ^ - 1 . K l V , - - h y 2 . 0 -L t . • U v h n , o -> . - ~ «*. S ' J > c i w _% ₇ < y ^ _{C , C : /} _{_} L . ' < . 1 1 : > n . i - i. * 3 X ₄ _c - - h J ₄ . / -V ^ \ \ i I s l O v -V l 5 V å • ^ ' 1 -l . ? > s % - _ / ? / 0 2 v __ . J l ^ O ^ V v V s A " t t T» 5 A . ; ö t X _ — - / ^ ' 7 / 4 7 -. l V \ v 5 V A w i - - _{t )} 1 .3 b - i u * G | 1 / o sr / ö f O.r 2 _ > ; • t : A \ * . . _ _ f i i ... * ö d . . . - 1 , 3 1 * l 1 L — H t t $ i __ 1~ C k A l a . v ! X _- — 1 7 3 w -K ' P . ; > r X v l i ^ W 5 0 l 0 , 5 l i u * — - t a 7 4 -t . 5 1 . 1 . - _i _. _n - -< a ( ( A / I P c e > t A c i / v K i , - - a.- i s - _a _o y 1 , 1 7 7 / OV 0 , c t "*7 , 0 -a . : l t X K ' O - - _C ₃ _i # > s — Ä f c v N . 0 . 3 ' ~ > r i -_________ I, I 5 'k 1 C : — - ₄ ₇ / / 3 —

(14)