Avnötningsmätningar på provplattor vintern 1991/92

(1)

Nr V198 1992

Titel: Avnötningsmätningar på provplattor vintern _ 1991/92

Författare: Torbjörn Jacobson

Avdelning: Vägavdelningen Projektnummer: _4238005-5

Projektnamn: Asfaltbeläggningars nötningsresistens (Del-projekt inom huvud(Del-projektet "Massabeläggning. Kartläggning och utveckling av funktionella egenskaper") Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: Fri div Väg- och Trafik-/

Ins%tutet

(2)

VTI

Torbjörn Jacobson

INLEDNING OCH SYFTE ... ..1

MÄTNINGAR VINTERN 1991-92... 2

Avnötningsmätning ... 2 Trañkdata ... .. 3 RESULTAT ... 5 Avnötning ... .. 5 SPS-tal... .. 7

(3)

INLEDNING OCH SYFTE

Som ett alternativ till fullskaliga provvägsförsök har sedan några år laboratorietillverkade provplattor placerats ut i befintliga beläggningar på vägen för studier av asfaltbeläggningars nötningsegenskaper. Sedan i slutet av 1980-talet har totalt 120 provplattor av typen HABT och HABS lagts ut vid 11 olika lokaler runt om i södra och mellersta Sverige.

Provplattoma med formatet 48 * 75 cm tillverkas på laboratoriet under realistiska och väl

kontrollerade former och kan antingen testas i fält som ovan eller genom accelererande provning i VTIs provvägsmaskin. Utborrade prov kan också testas, t. ex. genom

Trögerprovningen. Den noggranna proceduren kring blandning, hantering och välan av massorna på laboratoriet medför att provplattoma erhåller en mycket homogen

sammansättning och hög packningsgrad (>97%).

Föreliggande lägesrapport behandlar slitagemätningarna vintern 1991/92 på provplattoma från 1989- och 1990-års program. Plattorna är placerade på E4:an norr och söder om Stockholm (Upplands-Väsby, Häggvik och Salem).

1989-års plattor omfattar tredje vinterns slitage av olika varianter av skelettasfalt (HABS) och

några jämförande plattor med konventionell tät asfaltbetong, HABT. Det grova stenmaterialet utgörs i samtliga fall av porfyr från Älvdalen. Syftet var att studera och jämföra de

slitlagerbeläggningar som då ansågs varade bästa på marknaden. Tidigare resultat från två mätsäsonger ñnns redovisade i VTI Notaten V132 och VISO.

1990-års plattor omfattar andra vinterns slitage av i huvudsak HABS-beläggning. Syftet var följande:

Att studera effekten av kubisering av det grova stenmaterialet Att studera effekten av stenstorleken i HABS-beläggning Att studera effekten av stenkvaliten i HABS-beläggning Att studera effekten av Polybilt i HABS-beläggning Första årets mätningar finns redovisade i VTI Notat V162.

(4)

VTI 2 Torbjörn Jacobson

MÄTNINGAR VINTERN 1991-92

Avnötningsmätning

Avnötningsmätningarna har gjorts med V'I'Izs laserproñlometer som består av en 1 meter lång mätbalk med Stödben. Proñlometem bygger på kontaktlös avståndsmätning mellan mätbalken och vägytan genom laserteknik.Tvärproñlen registreras med en avläsningsnoggrannhet av ca 0,01 m och med en samplingstäthet av 400 mätpunkter per meter.

Vid mätningen placeras laserproñlometems ben i ñxar som gjutits in i den intilliggande beläggningen. På varje platta mäts avnötningen utmed sex mätlinjer. För att kontrollera trañkens placering och fördelning i vägens sidled ñnns en mätlinje som täcker hela

körfältsbredden placerad omedelbart efter varje plattserie.

Slitaget (avnötningen) beräknas ur skillnaden mellan nollmätningen och slutmätningen som görs på hösten respektive våren strax före och efter dubbsäsongen.

(5)

Trafikdata

Uppgifter om trafikdata har hämtats från mätningar utförda av VTI i december 1991 och från Vägverket. Dubbfrekvensen for 1991/92 kommer från Stockholms gatukontor.

I följande tabeller och figur redovisas antalet personbilar som trañkerat provplattorna och trañkdata-underlaget för beräkning av SPS-talet.

1989-års plattor:

Tabell 1. Trañkdata, E4 Häggvik och Salem.

Häggvik Häggvik Salem Salem

1990/91 1991/92 1990/91 1991/92

Mätstart:

År

90

91

90

91

Mån 1 1 10 1 1 10 Dag 5 22 7 21

Mätslut:

År

91

92

91

92

Mån 4 4 4 4 Dag 16 22 15 21 Skyltad hastighet: 90 90 90 90 Uppmätt hastighet: 100,0 94,1 102,6 98,6 Fordon i körrikt: 25800 25800 23380 23380 Procent i körfält: 54 54 59 59 Fordon i körfält: 13932 13932 13794 13794 Fordon på plattor: 7245 7245 6897 6897 Dubbfrekvens (%): 39 29 39 29 Antal mätdygn: 162 183 159 183

(6)

Figur 2. Dubbfrekvens i Stockholmsområdet vintern 1991-92. l Z 8 V 9 9 O 0 O 0 0 O 0 6 %

//

/

r/V/

////

///

/////

%

V/

//

/ /

,/

////

//

V//

///

//

/

_..

/

//

W

/

r

á

/

%

/

//

//////

%

//

/

_%

/

//

?/

/

An

Sza d nbbade ford:

vens (% : mätdygn: Dubbf e 3 F0Jdo på platto :U J. . 01' 0 DC 01' D.0 U i körrik : n i körfä : ( J l l l i körfä : P 13 8 a p U J. . J U Skyltad h Uppmâtt h S '(19th (km/ ) ighet (km/h : Mätstart: Å Mätslut: Å Torbjörn Jacobson l990-års plattor: Q 9 12153 12545 6273 35844 17922 70 89 1 1 29 90 30 90 Väsby

Tabell 2. Trañkdata, E4 Upplands-Väsby.

402268 299902 39 146 5267 35844 16990 62 10534 90 11 91 90 1989/90 1990/91Väsby

Dubbanvändning i Stockholmsområdet vintern 1991/92 279519 5267 29 183

10534 35844 16990 62

1991/92 91 10 22 92 22 90 97,7

Väsby

VTI

(7)

RESULTAT

Avnötning

I följande tabeller och figurer redovisas avnötningen vintern 1991/92. Avnötningen redovisas i form av medelvärdet beräknat Över hela plattans bredd mätt i sex mätlinjer.

1989 års plattor:

Tabell 3. Resultat av avnömingsmätningama vintrarna 1990/91 och 1991/92 vid Upplands-Väsby.

Beläggningstyp Mdv Std Mdv Std

1 990/91

Std

1 991/92

Std

HAB20T Porfyr >4mm

2,49

0,29

2,15

0,27

HAB20T Porfyr >8mm

2,79

0,24

2,32

0,18

Viacotop 885 1,39 0,12 1,29 0,21

Viacotop B180

1,27

0,11

1,12

0,08

HABS16 Bitulastic

1,20

0,13

1,19

0,16

HABS16 Nelastic

1,15

0,16

1,11

0,22

HABS16 Caribit

1,68

0,22

1,45

0,15

HAB16T Ref.,1)

2,41

0,22

1,95

0,15

HAB16T,2)

2,75

0,40

2,54

0,36

HAB12T+BCS 12-16

1,78

0,15

2,05

0,34

Stabinor 12

1,64

0,20

1,59

0,16

Stabinor 16

1,94

0,28

1,78

0,31

Rubit 16

1,58

0,19

1,51

0,13

GJAP12+BCS 12-16

1 ,74

0,53

2,78

1,07

HAB16T Ref.,1)

2,41

0,41

2,12

0,31

1) Befintlig beläggning. 2) Referensplatta.

(8)

Avnötning på plattor vid Upplands Väsby

Avnötning mdv mm I 1990/1991 D 1991/1992 0,00 .j 8-°-°-e§252223

fåååegåg

_>§§

₅

?gå

å?

₂

§§

2

3

Figur 3. Avnötning Upplands-Väsby vintrarna 1990/91 och1991/92.

Kommentarer:

Resultaten från tredje vinterns, 1991/92, mätningar stämmer väl överens med föregående års resultat från Upplands-Väsby. Avnötningen är med något undantag generellt lägre än året innan beroende på att antalet dubbade fordon som passerat provplattoma är mindre under denna vinterperiod (ca 7 % lägre än 1990/91 och 23 % lägre än 1989/90).

Plattan med BCS-sten invältat i gjutasfalt uppvisar avvikande resultat beroende på att en stor del av stenarna har lossnat och på så sätt registrerats som avnötning. Anledningen till att stenarna lossnat är att stenen inte vältats ner i massan tillräckligt vid tillverkningen av plattorna.

Även plattan med HABT12 med BCS erhåller något accelererande avnötning jämfört med

övriga provplattor.

Slitlager av typ HABS uppvisar markant lägre avnötning än Slitlager av typ HABT. De olika massatypema som ingår i försöket har delats upp i följande grupper med ungefär liknande slitstyrka med utgångspunkt från avnötningsmätningarna 1991/92:

Grupp 1 (avnötning 1,0 - 1,5 mm): HABSlÖ (Nelastic), Viacotop (B180), HABSlÖ

(Bitulastic), Viacotop (B85), HABSlÖ (Caribit).

(9)

Grupp 3 (avnötning 2,0 - 2,5 mm): HABT12+BCS 12-16, HABTZO (porfyr>4mm), HABTZO

(porfyr<8mm).

Grupp 4 (avnötning >2,5 mm): HABT16.

Som det framgår av resultaten erhåller Viacotop med konventionella bindemedel, B85 och B180, avnötning av ungefär samman storleksordning som HABS-variantema med

polymennodiñerade bindemedel.

I bilaga 1 redovisas provplattomas placering i hjulspåret i förhållande till den uppmätta

avnötningsproñlen för hela körbanan.

Plattor 1990:

Tabell 4. Resultat av avnötningsmätningama vintrarna 1990/91 och 1991/92 vid Salem och Häggvik.

1990/1991 1991 /1 992 1990/1991 1991 /1 992

HABT16 Referens 885 4-16 1 78 01

Stabinor 1 6 B85 Ade|öv kub. 4-16 1 9 1 18

Stabinor 16 885 Ade|öv kub 4-16 44 19

HABS16 B85 Bålsta kub. 4-16 69 10 79

HABS16 885 Bålsta kub 4-16 4 69

HABSZO 885 8-20 1 1 71 HABS16 8-16 1 19 HABS8 4-8 1 64 HA831 6 885 1 1 HABl 61' 885 4 1 1 Bet 885

(10)

VTI Torbjörn Jacobson

Avnötning på plattor vid Salcm

Avnötning mdv mm 5,00 4,50 4,00 3,50 3 00_' _{I 1990/1991} 2,50 El 1991/1992 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 ' §2 ' 53 52 P -8 43 ;5 I l 2 I I :r 5 g *g .e 'f 3 f °E s: 5 E 1 '649 :5 '849 å? få zê 3? §5 ,5 o 3 m 0- :ä E 22 2

E E

Figur 4. Avnötning Salem vintrama 1990/91 och1991/92.

Avnötning-mätningar på plattor vid Häggvik

Avnötning mdv mm 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 -II 1990/1991 2,50 -E] 1991/1992 2,00 1,50 1,00 0,50 -0,00 « 4. 52 4. 53 55 §3 -8 -8 .o 4. .0 ,g 4, ** å ä .3 . .3 L _ ;9 ?E 5%

'ägo-2..._ñtoäêO'- 0" iEN E .å.. än

.s

i: 2

ä

8 *ä

*ä

'5 "52 E E

(11)

Kommentarer:

Resultaten från andra årets avnötning stämmer väl Överens med första årets resultat. Avnötningen är mindre p g a den minskade dubbanvändningen men förhållandet mellan plattoma är i de flesta fall oförändrat. Skillnaden mellan plattorna i Häggvik och Salem är också liten.

Den positiva effekten av kubiseringen kvarstår. Slitaget är ca 17 - 25 % mindre för plattorna

med kubiserat material jämfört med okubiserat.

Stenstorleken påverkar avnötningen och HABSZO erhåller fortfarande den lägsta avnötningen följt av HABS 16 och HABS8. Det finns en tendens till att slitaget för HABS8 accelererar något jämfört med de högkvalitativa HABSlÖ och HABT16 med porfyr.

Det föreligger också en klar skillnad mellan HABT16 och HABS 16 när ett lokalt material som Skärlundagranit används. Slitaget reduceras med ca 16 %.

I bilaga 2 redovisas provplattomas placering i hjulspåret i förhållande till den uppmätta avnötningsprofilen för hela körbanan.

SPS-tal

Med utgångspunkt från tidigare redovisade trafrkdata och avnötningsmätningar har

provbeläggningamas SPS -tal beräknats. Eftersom försökens uppläggning i första hand bygger på en jämförande studie mellan plattorna inom varje objekt samt i förhållande till

referensplattan har trafikdatamätningama begränsats. Det medför att SPS-talen måste uppfattas som ungefärliga och inte absoluta värden på slitaget. SPS-talet påverkas också av hastigheten. Eftersom SPS-talet ofta efterfrågas har dock en beräkning gjorts utifrån det material som finns. De redovisade SPS-talen bör således tolkas och användas med viss försiktighet. Resultaten redovisas i följ ande tabeller:

(12)

1989 års plattor:

Tabell 5. Beräknat SPS-tal på plattorna vid Upplands-Väsvy.

Väsby Väsby Väsby

Beläggningstyp - Porfyr- 1989/90 1990/91 1991 /92 sten Mdv. Mdv. Mdv. HABT20 Porfyr >4mm 4-20 18 18 16 HABT20 Porfyr >8mm 8-20 20 20 18 Viacotop 885 8-16 1 1 10 10 Viacotop 8180 8-16 10 9 8 HABS16 Bitulastic 8-16 12 7 9 HABS16 Nelastic 8-16 10 8 8 HABS16 Caribit 8-16 1 1 12 1 1 Bef. beläggning .7 17 14 15 HABT16 4-16 19 19 HABT12+BCS 12-16 8-16 13 16 Stabinor 12 8-16 12 12 Stabinor 16 8-12 14 13 Rubit 16 8-16 11 11 GJAP12+BCS12-16 8-16 17 21 Bef. beläggning 8-16 16 16 Kommentarer:

Bortsett från plattorna med invältad BCS-sten är SPS-talen i stort sett oförändrade den tredje

vintern jämfört med föregående år. Beläggningarna typ HABS erhåller SPS-tal mellan 8 - 13. För HABT-beläggningama varierar SPS-talet mellan 16 - 19. HABT12 med BCS-sten erhåller

(13)

1990 års plattor:

Tabell 6. Beräknat SPS-tal på plattorna vid Salem och Häggvik.

Beläggningstyp 8itumen Stenmat 1990/91 1991 /92 1990/91 1991/92

Mdv. Mdv. Mdv. Mdv.

Häggvik Häggvik Salem Salem

HABT16 Referens 885 Porfyr 4-16 13 10 15 11

Stabinor 16 885 Adelöv kub. 4-16 10 10 11 12

Stabinor 16 885 Adelöv ej kub 4-16 15 13 16 16

HABS16 885 Bålsta kub. 4-16 17 17 14 15

HABS16 885 Bålsta ej kub 4-16 21 19 18 20

HABSZO 885 Porfyr 8-20 7 7 8 6

HABS16 Polybilt Porfyr 8-16 9 7 1 1 9

HA8$8 Polybilt Porfyr 4-8 10 1 1 8 10

HABS16 885 Granit,Skärlunda 18 19 15 18

HABT16 885 Granit,Skärlunda 23 22 20 21

8ef.beläggning 885 Porfyr 8 8 13 1 1

Kommentarer:

I en del fall erhålls något lägre SPS-tal det andra året. Det gäller framförallt HABS 16 och 20 samt HABT16 innehållande porfyr från Alvdalen. I Övrigt är SPS-talet oförändrat eller något högre det andra året.

HABS-beläggningama med porfyr från Älvdalen uppvisar SPS-tal på 6 - 11 medan

motsvarande HABT16 (referensen) erhåller SPS på 10 - 11. När ortens material ingår (Bålsta

och Skärlunda) är SPS-talen 15 - 19 för HABSlö. Porfyr från Adelöv hamnar mellan 10 - 12 för kubiserat material. HABT16 med Skärlundagranit ger SPS på 18 - 19.

Plattorna innehållande bindemedlet Polybilt erhåller SPS-tal av samma storleksordning som motsvarande HABS-plattoma vid Upplands-Väsby som också innehåller polymennodiñerade bindemedel.

Plattorna vid Häggvik uppvisar ungefär liknande SPS-tal som plattorna vid Salem. Den tidigare

konstaterade skillnaden i SPS-tal mellan de två objekten (vintem 1991/92) berodde på osäkra

uppgifter om antalet personbilar som trafikerade plattorna. En förnyad differentierad mätning av trañkmängd, körhastighet och fördelning av personbilar mellan körfälten gjordes därför av VTI under den gångna vintem vid Upplands-Väsby, Salem och Häggvik.

(14)

Avn öt nm gs pr of ul Up pl an ds Väs by 19 91 /9 2 Sl ut ag e (m m) 1. 0-pr OV p1 at t0 r