Provvägen Västerås 1983 : Byggnadsrapport: Naturmaterial stabiliserade med flygaska-cement, flygaska stabiliserad med cement i bärlager och flygaska i förstärkningslager

ProvvägenVästerås 1983

B

f.v-ggnadsrapport

*

med flygaska-

cement

nent i bärlager och

Naturmaterial stabiliserade

flygaska stablllseradmed ceg,

flygaskaiförs

%arknlnfslager

Nr 396 - 1984 ISSN 0347-6049

396

:IE

i;NE

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

Swedish Road and Traffic Research lnstitute ' '5-581 01 Linköping - Sweden

Prowägen Västerås 1983

Byggnadsrapport

Naturmaterial stabiliserade med flygaska-cement,

flygaska stabiliserad med cement i bärlager och

flygaska i förstärkningslager

och A-BETONG SABEMA initierade i samarbete med

Västerås Gatukontor en provvägsundersökning

angåen-de möjligheter att använda flygaska i vägöverbygg-nad. VTI fick uppdraget att planlägga provvägen, utföra materialkontroller vid utförandet och följa

upp provvägens tillstånd genom regelbundna mätningar.

Provvägsundersökningen har bekostats av medel från SBEF:s vägforskningsgrupp, men även med VTI:s egna FoU-medel.

Från Västerås kommun har huvudsakligen Ola Fall medverkat, från ABV - som byggt provvägen - Rolf

Hörnfelt (projektledare) och Ingvar Eriksson samt från Cementa Kyösti Tuutti. BPA har levererat sten-material och ställt betongstation till förfogande. Från VTI har Sven Olof Hjalmarsson, Peet Höbeda, Torbjörn Jacobsson och Leif Viman medverkat vid planering, förprovning och materialkontroll i sam-band med byggandet av provvägen.

Peet Höbeda

SAMMANFATTNING

SUMMARY

1.

INLEDNING

2.- PLANERING Av PROVVÄGEN

3.

FÖRPROVNING

Basmaterial Cement Flygaska

.l Fysikaliska egenskaper och puzzo-lanitet

Packningsegenskaper och CBR-bärighet

3.4 Stabilisering av basmaterial med

flygaska-cement Deponerad flygaska Tidigare försök Försök med basmaterial från Västerås Korttidslagring Långtidslagring Siloaska

Stabilisering av flygaska med

cement wwww O O 0 O wwN H W W U J W www O O O O O O U h h m b c b 4 > O O O O O O Nr ah a F J de O O O O h J N R H O O R J H 4. BESKRIVNING Av PROVVÄGENS BYGGANDE

4.1 Läge, undergrundsförhållanden och

trafik

4.2 Provvägens uppbyggnad 4.3 Förberedande arbeten

4.4 Utläggning av flygaska i för-stärkningslager

4.4.1 Tidpunkt och väderlek

4.4.2 Utförande

4.4.3 Materialkontroller i samband med utläggning av flygaska

4.4.3.1 Vattenkvot

4.4.3.2 Packningskontroll

4.4.3.3 Kontroll av lagertjocklek 4.4.3.4 Provning med Proctornål

4.4.3.5 Bärighetsmätning med fallvikt 4.5 Tillverkning och utläggning av

stabiliserat bärlager VTI MEDDELANDE 396 II IV \ I Ö\ U ' I U1 x] 10 13 13 13 14 14 20 20 24 26 26 27 27 29 29 29 31 31 32 34 35 36 37

: åb øb o b r b

?m

in

ln

bul

nl

L

E

L

B

E

M

A

. > m p O O O < m o xm 0 O uw+ 4 »h ä c o O N LA) 0 H Tidpunkt för utförandet

Väderlek under byggnadstiden

Maskinförteckning

Iakttagelser vid utläggning

Materialkontroller i samband med utläggning

Vattenkvot

Packningskontroll

Tillverkning och provtryckning

av provkroppar

Frostbeständighet hos provkroppar

Utförande av Slitlager

5.

PRQVNINGAR EFTER VÄGENS

FÄRDIG-STÄLLANDE

U1 U1 U' IU 'I U' I m e r N l

-J Bärighetsmätning med fallvikt

Provborrning

Sprick- och skadekartering Jämnhetsmätning Fortsatt provning 6. PRELIMINÄRA SLUTSATSER 7. REFERENSER BILAGA 1. BILAGA 2. BILAGA 3. Fotografier Resultat från fallviktsmätningar

Kontroll av flygaskalager med

Proctornål. VTI MEDDELANDE 396 40 40 40 40 41 42 44 45 47 49 49 49 53 55 55 56 56 58

fly ash in subbase layer.

By Peet Höbeda, Torbjörn Jacobson and Leif Viman Swedish Road and Traffic Research Institute

8-581 01 LINKÖPING

Sweden

ABSTRACT

A test road has been built in the town of Västerås 1983 in order to test fly ash-cement stabilized sand and gravel, respectively, as plant-mixed base-course

materials. Also, shorter test sections were built to study cement-stabilized fly ash as a base course and unstabilized fly ash, protected from water with a

plastic membrane, as a subbase material. The results from laboratory testing, construction of the test road and monitoring it the time after construction are described.

PROVVÄGEN VÄSTERÅS 1983

Byggnadsrapport

Naturmaterial stabiliserade med flygaska-cement, flygaska stabiliserat med cement i bärlager och flygaska i förstärkningslager.

Av Peet Höbeda, Torbjörn Jacobson och Leif Viman

Statens Väg: och Trafikinstitut 581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

Provvägen Västerås 1983 har byggts huvudsakligen för att studera flygaska-cement som bindemedel vid stabilisering av naturmaterial till bärlager. Kortare provsträckor finns dessutom med bärlager, bestående av cementstabiliserad flygaska, och flygaska som

förstärkningslager. Bärlagermaterialen har

verkblan-dats i betongstation och utlagts i ett 20 cm tjockt

lager.

Grus 0-32 mm och sekunda 0-8 mm har stabiliserats

med flygaska-cement. I det första fallet har halten flygaska varit 6%, i det senare 10%, medan två cement-kvoter, 2 och 3%, använts i båda fallen. God

hållfast-hets- och bärighetsutveckling har konstaterats genom provborrningar resp fallviktsmätningar. Högre

värden erhålls vid den högre cementkvoten, men

bärighet är också högre med grus som basmaterial. Tillfredsställande resultat bedöms dock ha erhållits vid stabilisering av sand vid den lägre cementkvoten. Några tvärgående krympsprickor har uppkommit i de bundna lagren och en del har kommit igenom den ca 5 cm tjocka beläggningen bestånde av asfaltbetong.

Den cementstabiliserade flygaskan blev av ojämn

kvalitet beroende på blandningssvårigheter, bl a kom

vattenkvoten att variera. Sämre hållfasthets- och

bärighetstillväxt har konstaterats än med stabili-serade naturmaterial.

Förstärkningslagret, utfört av fuktig deponerad

flygaska, lades på plastduk för att förhindra

ka-pillär uppsugning. Vattenkvoten vid utläggning varierade och låg över den optimala, men god

pack-ning erhölls. Enligt fallviksmätpack-ning på färdig vägkonstruktion är bärigheten inte påtagligt sämre än vid konventionellt förstärkningslager

av bergkross.

TESTROAD VÄSTERÅS 1983

Aggregates stabilized with fly ash-cement, and fly ash stabilized with cement, in base course layer and fly ash in subbase layer.

By Peet Höbeda, Torbjörn Jacobson and Leif Viman Swedish Road and Traffic Research Institute

5-581 01 LINKÖPING

Sweden

SUMMARY

The test road, Västerås 1983, was constructed mainly

to study fly ash-cement as a binder when stabilizing

aggregate to a base-course layer. Shorter test sections

were also built with cement stabilized fly ash as

base course material and fly ash as subbase material.

The base-course materials have been mixed in a concrete plant and laid in a 20 cm thick layer.

Wellgraded gravel 0-32 mm and sand 0-8 mm (prescreenings from crushing of gravel) were the aggregates stabilized. In the former case, the content of fly ash was 6%,

in the latter 10%. Two contents of portland cement, 2 and 3%, were studied with both aggregates. Good developement of strength and bearing capacity was

monitored by the aid of test drillings and falling-weight deflectometer measurements. These properies

improve with higher cement content but also the bearing

capacity with gravel as an aggregate. However, satis-factory results were obtained when using 2% cement with the sand. Some transversal shrinkage cracks have developed in the bound layers and reflected

through the 5 cm thich aSphaltic concrete surfacing.

The quality of the cement stabilized fly ash

base-course was variable because of mixing difficulties

The moist, conditioned fly ash subbase course was laid on a plastic membrane to avoid capillary

satu-ration. The water content in the fly ash was higher than optimum but good compaction was obtained. The

falling-weight deflectometer measurements show that the bearing capacity of the road construction is

equal to sections where aggregate subbase was utilized.

kvantiteter i Sverige på grund av ökad kolanvändning.

Materialet har använts utomlands sedan lång tid i

vägbankar och - efter inblandning av kalk eller

cement - som bindemedel vid stabilisering av lager i

vägöverbyggnad (jfr VTI Meddlande 285). Det är

önskvärt att erfarenheter även skaffas i Sverige

genom provvägsförsök på så tidigt stadium som

möjligt eftersom utvärderingen av dessa tar tid.

Ett problem med flygaska från värmeproduktion är att stora mängder aska faller på vintern när

bygg-nadsverksamheten är liten. En stor del av denna

aska måste deponeras i det fria i brist på siloutrym-men. Det är därför speciellt viktigt att finna

användningsområden även för deponerad fuktig aska

som inte kan komma ifråga i mer kvalificerade

samman-hang som cementtillverkning eller betongblandning. I Västtyskland har man således börjat göra försök

med fuktig aska som stabiliseras med cement i konti-nuerligt arbetande blandningsverk (Schubenz 1983).

2.

PLANERING AV PROVVÄGEN

Det huvudsakliga ändamålet med provvägen var att

prova bärlager bestående av naturmaterial,

stabili-serat med flygaska-cement. Flygaskan verkar därvid som både bindemedelskomponent och filler varför även instabila, sandiga basmaterial kan utnyttjas. Cementkvoten kan nedsättas i jämförelse med

konven-tionell cementstabilisering. Korttidshållfastheten

blir relativt låg, men bindning sker istället under

lång tid och god långtidshållfasthet kan erhållas.

186 och 296). Torr siloaska användes och blandningen gjordes i Vägverkets cementstabiliseringsverk. Mycket

långsam hållfasthetsutveckling konstaterades, även om aktiverande tillsatser som kalciumklorid och

rest-gips kunde ge förbättring. Några korta provsträckor har även gjorts med flygaska-cementbindemedel i

provvägen Gärdhem 1982 (VTI MEDDELANDE 371). Fuktig,

deponerad aska har dock använts vid blandningen, som skett i samma stabiliseringsverk som använts i

Hissjö. Materialet har varit svårt att blanda

beroen-de på hög vattenkvot och flygaskan bildaberoen-de klumpar

i det vältade lagret. God hållfasthets- och bärig-hetstillväxt har dock erhållits.

Det ansågs även viktigt att i ny provväg prova,

dels cementstabiliserad flygaska som

bärlagermate-rig; och dels ostabiliserad flygaska som bankfyllnads-material, eftersom stora kvantiteter aska på så

sätt kan nyttiggöras, i varje fall i närheten av värmeverk. Cementstabiliserad flygaska har tidigare

inte studerats i Sverige, däremot i andra länder.

Provvägsförsök har således gjorts i Västtyskland

(Täubert 1983) varvid bärlager, bestående av

cement-stabiliserad flygaska respektive sand, jämfördes

(figur 1, jfr konstruktioner nr 3 och 4 med nr 1 och 2). Båda materialen cementstabiliserades enligt markblandningsmetoden. Stabiliserad flygaska visade

långsam bärighetstillväxt, men efter ca ett halvår erhölls högre bärighet än med stabiliserad sand

(lägre nedsjunkning vid plattbelastningsförsök).

Flygaskan utgjordes av deponerat, fuktigt material och blandades med 8 vikt-% cement. Bindemedelskvoten, som använts vid stabilisering av sand, anges inte.

0,70 , _ Flugasche

60 cm Halde _ 9 0,60- ' (Damm) T9- 60 ml. Halde 7/3 5:" 0050-* . .2 C 35' 0.40-3 Umergrund Umergrund 0 30-_L 1 020-' ,1. 2 U_ 010-I I T I I 1 T 1 I I I T T 1 X 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 10 120 UU 1.10 Inge Konstrukuonsvanante 3 4 b

4 cm DeCkSCi'NChX 4 cm Deckschscht _ _ 4 cm Deldksdmm 6 cm bn Tragschacht 6 om Du Tragschacm _ 4 0 cm m: Magnum! 15 cm Flugasche mv 15 cm Fåugasche m 50 cm Fhujd5y nu

Zemem ved Zemem ver? ?353

° V ,. I!

. 35 cm Flugasche '11. . >_ 35 cm Fäugasçhc igen _ ;4; (Oamxni .'"l^';'-;:' [35172:- F 1 ;LL-1* a '7 60 un Haide så 60 cm Halde 053 60 cm Halde_a I) (5'_.

så

W

Y ,9 0 O O 060- 0 :ga mm 8 QOO ;D 0 a

050- - Umergrund Untergrund Umergrunu

Zá ?M .5 C 40-' B 3_{0 30} e. _b -:3 0 20-_;. = : 5 0,10- - r 3 - 4 r I I I I 1 I T I 1 I I T __l X 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 130 140 Tage

Fi ur 1. _{Uppbyggnad av västtysk provväg med} flyg-aska i överbyggnaden och bärighetsutveck-ling enligt plattbelastningsförsök (Täubert

1983).

[ELU I .. pä; over-E :2: 4. CHAussEEbygg-V 0: o ACCOTEMENT NORD

M 3 x BANQUE'ITE CENTRALE nad m ä 0 ACCOTEMENTSUD .-1 3 M &_{8'-q iük}m" 'F1 ' .".':.':'::.:'°' flyg_ :fä: aska-:äüä bank REMBLN m CENDRES 1 O o 0 X 0 ny." . 40 w 20

skiffer-TENEUREN COUCHEDEFORME SCHBTE f :Ll

__ av a

<-

.

.

SOL SUPPORT LIMON

oss-vattenkvot _jord.

Figur 2. Vattenkvotsfördelning i fransk flygaskabank

på lager av skifferavfall (Vivier 1971).

Ostabiliserad flygaska har hög kapillaritet, och figur 2 visar mätningar av vattenkvoten i en fransk vägbank. Vattenkvoten är högst i bankens botten

och avtar med höjden. Västeråsprovvägens terräng-läge är sådan att någon tillräckligt hög bank, som kan förses med ett rejält kapillärbrytande

lager, inte kan erhållas utan flygaskan måste istäl-let användas som förstärkningslager. Eftersom

flygaskan förlorar bärigheten vid vattenmättning

måste dock åtgärder vidtagas för att skydda materia-let. Vivier (1971) varnar således för att bygga

låga bankar av flygaska på grund av risken för kapillär

100 cm tjockt kapillärbrytande lager under askan, kalkstabiliserat undergrunden eller också lagt en vattentät plastduk under flygaskan. Endast

sistnämn-da åtgärd bedömdes realistisk för provvägen beroen-de.på vägterrassens höjdläge. Förutsättningen

för funktion är dock en god vattenavrinning så att vatten ej ansamlas i uppkomna fickor på duken och

vidare får vatteninfiltration inte ske från ovan eller sidorna av vägkroppen.

Deponerad flygaska utan några stabiliserande

tillsat-ser har tidigare provats i högt läge i

vägöverbygg-naden i tidigare omnämnda västtyska provväg (Täubert 1983, jfr konstruktioner 3-5 i fig. 1). Något sämre

bärighet erhölls om flygaskan ligger 10 cm än 25

cm under vägytan. Nedsjunkningen vid plattbelastning är i det första fallet dock inte högre än vid

överbyggnad bestående av konventionella material (varvid förstärkningslagret av sand ligger 25 cm under vägytan, se konstruktioner 1 och 2 i fig. 1). Det är inte känt om mätningen är utförd i det

mest kritiska skedet, dvs under tjällossningen.

3. FÖRPROVNING

3.1 Basmaterial

Två basmaterial har provats i flygaska-cementstabi-liserat bärlager, nämligen grus 0-32 mm (betong-ballast) och "sekunda" 0-8 mm. (Med sekunda avser leverantören att kornfördelningen inte garanteras). Kornfördelningar enligt VTI:s provtagningar framgår

Pa ss a-ra nd e män gd . vi kt pr oc en t

tere des Transports 1978). Materialen erhölls från

BPA:s grusterminal i Västerås, som får leveranser

från olika grusgropar. Båda materialen gav

färgska-la O-l vid bedömning av humusgrad enligt

natronlut-test, dvs lämpligt material enligt Svenska

Cement-föreningens klassificering.

3.2 Cement

Portlandcement, som kommer från Cementa, Skövde, har använts.

Grovmo Me-Hens-and Grovsand Fingrus Grevgrus

OÅá L OJ L Q6 L 2 A 6 ;L 20 r 1 V v *kr V 1 I | I I I' 9 I a ;i s e a v :' I -l*ll *: 11 :. .J :_. ;7. .1 r.. _Lz_ .... .. .J - | -.- r'-' q *r : : LT I I' 'T- ' á- -7- ' - t-. - _. '- ' ;. .'.. l ..^ .5; I l. _»- I n!- "-"5- i 7-: :I I I:_1- L". I 2 r..P'. .; I : I : :. :. .J _. c; .1 :; __. :- .J _ :_- .1 :-.. : l v-å -. r _' ....'P : I' E: I ..i_ Z - I :3_ C i E- r-.... : l : : I :_-" - l " *- r - t t h i *-_. b.. -_-_- L- l r_- - '-_... P' : "-: : 1 ;- : u : : - I : e l 5-' .. '- ',- l - P- ' "- - I 7.. _ l - _- .. b- .- -- -- 7- : : * b- II-:: : I :. : I : : ...' I ,. _ 1 »-.,. _;. l .. .a' I .i ' ._ -_ I '-b I '-i_ : : I : : z : : _I_ I ..i. _-i t : :. :. .J :- :_ .J :- -isl- w- J - -* 'J "' t: " l " t' 1 "r h "' I "P " I "' H_ n- - r_- -- - : : z : : I : : I ' O - 8 mm l 5 : ' E '-5 \ P" '2.- ' ' .in -- '° ' 's' v "-' t *' »- .- [ y_- -- I ._ .- .- l . ... I -" '- r-o n - l .- - I'- ' -.- pr- . I-_, H_. I ,._A_ p.. __ .. .-__ p. :2._w :._: ...l_a s.._: E- -'_ru :-_: -5-_c *-_: :"_{: O - 32 mm} »- .- r- '-- - - --. -r i ;- P- I !- -.- " l '5' '- ' '( L-a l ' .2"- ,.52 l r.. g_ .'47 I r_ ;. I -i i I_- -5 , I_ i _i_ I- P'- 1 "-I _i-_ 1 .._..'. 1 _:-<.. .._{-i-.-. .-};.. I _s,-,. _-_ _{g -}

-.i 1i- '1-' ' »av , »a'- l '- E l »2- h.

-i 5- " I »5 .'.' I ;. ._ I »- .. l -b- _- r. i_ I.. .J :2. .I r.. :. C. .1 ... _. .J :-* __ * l_- - .-3- l 5 _ I /: : _. I _ - l t t' ' - W " *- --.. ' t.. : * : w; __ .z :2. _17.. :_ .J L.. L.. .I __. 1 :: : 1 t: : : I _ _ r. I i" i : I C : : 1 l 2 : | i 3 : l u n u.. lllIIÃIH { l l i -. i .

m un -0

a IIIIHTTIH [ axx: WIlHIIHI

.. .A _ n _ -. . . -4 0.074 0.125 0,25 0,5 1,0 2 4 5,6 8 11,316 20 32 Figur 3. _{Kornfördelning hos basmaterial 0-8 "sekunda"}

och grus 0-32 mm.

VT I ME DDE LANDE 3 96

.

-Vid planeringen av provvägen ansågs att flygaskan

som deponeras på Västerås soptipp är mest intressant

och de flesta förförsöken gjordes detta material. Senare visade det

inte gick att använda den fuktiga

därför med

sig dock att det

askan vid satsbland-ning i betongstationen varför kompletterande försök

gjordes även med torr siloaska (jfr 3.4.2). Kornför-delning, spec. yta (enligt Elaine-metoden) och glödg-ningsförlust (vid 7500C), dvs ungefärlig restkolhalt, har bestämts för flygaskorna (tabell 1 och figur 4).

Tabell 1. Spec. yta och glödgningsförlust hos

flyg-askorna. Spec.yta Kompakt- Glödg-densitet nings-förlust

cmz/g

kg/dm3

%

Deponerad aska, ljus 3500 2.33 3.3 Deponerad aska, mörk 4000 2.18 17.3 Siloaska 3300 2.21 1.7 VT I MEDDELANDE 3 96

Pa ss er an dc män gd , vi kt pr oc en i' 0 -L -511 I .J .I O l I .1 I i l J | I Väst'rås ep_ r -L _ .--L .. J \ J .I I I J | | J 1 I 0,001 0.002 0.005 0.01 0.02 0.074 0.125 0,15 0,5 1,0 2 4 5,6 8 11.3 16 20 32 50 64 Kornstorlek. mm

Figur 4. Kornfördelning för undersökta flygaskor.

Flygaskornas puzzolanitet (hållfasthetsutveckling med kalk) har dessutom bedömts genom att provkroppar

tillverkats enligt tung instampning vid optimal

vat-tenkvot. Proven har lagrats 7 dygn vid +38°C (acce-lererad lagring enligt ASTM C 593). Som jämförelse har också provkroppar tillverkats utan någon kalk-inblandning. Kalkhydrat från Skövde 1 kvoterna 10

och 25% har använts, dessutom har tillsatser av

5.0% restgips (från Boliden Kemi) resp kalciumklorid (vägsalt) provats. Provtryckningen har utförts

enligt Vägverkets anvisningar, dvs med

tryckutjäm-nande gummiplattor mellan provkroppens ändytor och tryckpressen. Deformationshastigheten under

tryck-förloppet har varit 1.25 mm/min. Resultatet framgår

av tabell 2 och figur 5.

7 6 5 4 3 2 1 0 Flygaska Kalk CaC12

Rest-gips

Tabell 2. Hållfastheter (skrymdensiteter inom parentes) för flygaska-kalk, även aktiverad med

restgips och kalciumklorid, lagring 7 dygn

vid +380C. Tryckhållfasthet, MPa

(Torr skrymdensitet, kg/dm3)

Vattenkvot 0% kalk 10% kalk 25% kalk 25% kalk 25% kalk

% 5% rest- 5% CaClg

gips

Deponerad aska, , ljus, 25.0% O.3(l.3l) 2.0(l.34) 3.0(l.32) 3.6(l.32) 3.6(l.33) Deponerad aska, mörk, 40.0% O.5(l.03) 2.2(1.05) l.8(l.07) 2.2(l.06) l.4(l.07) Siloaska 0.7(l.4l) l.5(l.50) 2.4(l.45) 6.4(l.48) 6.3(l.50) Tryckhållfasthet MPa 4 SILOASKA

..

*Tr

FLYGASKA nr 2 FLYGASKA nr 3 1 (ljus) (mörk) - /1 \ % 100 90 75 70 70 100 90 75 70 70 100 90 75 70 70 % - 10 25 25 25 - 10 25 25 25 - 10 25 25 25 % - - - 5 - - - - 5 _ _ _ _ 5 _ % - - - - 5 - - - - 5 - - - - 5

Figur 5. Tryckhållfasthet efter 7 dygns lagring vid +38°C av instampade flygaskaprovkroppar med och utan tillsatser.

Flygaskorna har dåliga hållfastheter utan kalkinbland-ning, siloaska ger bäst resultat. Bättre resultat

kan sannolikt erhållas vid långtidslagring än enligt

denna accelererade lagring. Med kalk erhålls bättre hållfasthetstillväxt, det bästa värdet erhålls

dock ej med siloaska utan med deponerad aska som har

låg glödgningsförlust. Något bättre resultat erhålls

i regel vid den högre kalkkvoten. Siloaskan är den

enda som nämnvärt förbättrats av restgips resp.

kalciumklorid, båda tillsatserna ger likartad effekt.

Ett försök har även gjorts senare med deponerad,

ljus flygaska varvid kalkhydrat utbytts mot 15%

"by-pass", en kalk- och alkalirik restprodukt från cement-fabriken i Slite. Efter samma lagring som tidigare

erhålls tryckhållfastheten 4.8 MPa (torr

skrymdensi-tet 1.36 kg/dm3), dvs restmaterialet ger

bättre

resultat än kommersiellt kalkhydrat, med eller utan

tillsatser.

3-3 2

Eêskpiegesgsgêkêpsr_992_§§B:§§§igbg:

Endast deponerade flygaskor, som är aktuella för undersökning i förstärkningslager, har provats.

Packningen har gjorts enligt tung

laboratorieinstamp-ning vid olika vattenkvot. Ljus flygaska med låg glödgningsförlust har också undersökts enligt

lätt instampning. Resultat framgår av figur 6. Både

vattenkvot och torr skrymdensitet påverkas avsevärt av flygaskornas restkolhalt. Flygaska med hög

glödg-ningsförlust har högt vattenbehov och får låga,

torra skrymdensiteter. Någon optimal vattenkvot

fram-kommer inte som är fallet vid finkorniga jordarter. Flygaska med låg glödgningsförlust får däremot

högre torra skrymdensiteter vid lägre vattenkvoter och en viss tendens till optimal vattenkvot. Anmärkningsvärt

är att ganska likartat resultat erhållits vid både tung och lätt instampning, något som tydligen beror på flygaskans fjädrande egenskaper. Detta innebär

i praktiken att flygaska inte utan vidare låter sig

bättre packas genom en ökad vältningsinsats. Förförsök i fält bör därför göras med olika

utrustning för framtagande av lämplig packnings-metodik.

Vattenkvoterna hos prov, tagna från deponiet, har

varit 20-24% hos flygaska med låg och 47% hos flyg-aska med hög glödgningsförlust. Den förstnämnda

hade således lämplig packningsvattenkvot i upplaget,

den senare är däremot alltför blöt och därför instabil (jfr nedan). Torr-skrymdensitet (g/cmz)

A

.

1 50_ Flygaska (ljus) Västerås dep nr 2 tung instampning 1.25* A lätt instampning tung instampning 1,00- _{--' '"_______-__-_§§§" äs\§} Flygaska (mörk) Västerås dep nr 3 1 0.75-0.50 1 I 1 I l l *i 20 25 30 35 40 45 Vattenkvot %

Figur 6. Optimal vattenkvot och maximal

skrymden-sitet för deponerade flygaskor från Västerås.

Flygaskornas stabilitet har bestämts genom CBR-provning (ASTM D 1883). Försöket går till så att

kraften som krävs för att uppnå en Viss penetration

i provmaterialet av en kolv med ytan 19.4 cm2

relate-ras till kraften för samma penetration i ett ameri-kanskt standardmaterial (kalkstenskross).

Penetratio-nen görs till 0.25 och 0.5 cm djup och det högre värdet väljes. CBR-bestämningen har gjorts vid

bedömda lämpliga packningsvattenkvoter, men

flyg-aska med låg restkolhalt har även undersökts efter vattenmättning i 4 dygn i enlighet med ASTM-normen.

Svällningen och vattenupptagningen har därvid

uppmätts. En överlast på 6 kg har använts och

beräknas ungefärligen motsvara tyngden av den

ovan-liggande beläggning och bärlager (ca 550 kg/m2)

som blir aktuell i konstruktionen. Resultatet framgår av nedanstående tabell:

Tabell 3. CBR-provning av deponerade flygaskor.

Vatten- CBR-värde vid Vatten- Sväll-kvot penetrationen, upptag- ning

mm ning % 2.54 5.08 % % Flygaska, ljus, direkt efter instampning 25 39 40 - -Flygaska, ljus, efter 4-dygns vattenmättning 25 3 4 15 1.6 Flygaska, mörk, direkt efter instampning 30 30 31 -

-CBR-bärigheten vid lämplig packningsvattenkvot är

relativt hög (40 och 31% för flygaska med låg resp

hög restkolhalt). Vattenmättning förosakar dock

mycket låg bärighet samt hög vattenupptagning och svällning. Det är således som tidigare sagts

(mom. 2) av största vikt i praktiken att utlagd flygaska skyddas mot vattenmättning, såväl

kapil-lär uppsugning som infiltration från vägyta eller vägrenar.

Flvgaska kan ha en viss självbindning (jfr 3.3.1) som dock kan ta lång tid. Senare försök har visat att bättre bindning kan erhållas om

avsvavlingspro-dukt (från halvtorr process) blandas med flygaska.

Denna restprodukt erhålls dock inte f.n. vid

Västerås värmeverk.

3.4 Stabilisering av basmaterial med

flygaska-cement

I samtliga fall har provkroppar tillverkats genom tung laboratorieinstampning varvid materialsamman-sättning varierats. Efter olik lagring (tid, men även temperatur har varierats) har provtryckning skett enligt Vägverkets anvisning Ao llO:II 4.2.1.37. Därvid används gummiplattor, mellan provkropp och tryckplattor, vilket innebär att klyvbrott uppkommer

och tryckhållfastheten reduceras upp till 50% vid

väl bundna material (VTI Meddelande 296).

304 l

92999§5ê§_§l29ê§52

3.4.1.1 Tidigare försök

Aktuell, deponerad flygaska med låg restkolhalt har

tidigare undersökts i provvägen Gärdhem 1982 i

samband med stabilisering av sandavskljningsprodukt

0-8 mm (VTI Meddelande 371). Tabell 4 visar hållfast-hetsutvecklingen upp till ett års tid hos laboratorie-tillverkade provkroppar med två i provvägen använda bindemedelssammansättningar, dels 10.0% flygaska

och 2.0% cement dels 6.0% flygaska och 3.0% cement.

Det framgår att 7-dygnsvärdena är låga (2.5 resp

2.8 MPa), men en avsevärd hållfasthetstillväxt

sker med tiden som ännu inte är avslutad efter ett års lagring, åtminstone inte för prov med den högre cementkvoten. Det hade troligen varit ännu

förmån-ligare att i detta fall även öka flygaskakvoten.

Tabell 4. Tryckhållfasthet hos provkroppar av

flygas-ka, Västerås dep nr 2 (ljus), sandavskilj-ningsprodukt 0-8 mm från Sollebrunn,

"fil-ler" och cement, efter olika lagringstider.

Sand "filler" Flyg- Cement Lagring Skrym- Vatten- Tryck-P-küi aska dygn tenum denüiet kvot

håH- fast-het

%

%

%

%

0C

kg/dm3 %

MPa

83 5 10 2 7 +20 2.22 6 2.5 H N N N H H 4.5 N N H I! ll H 8.4 N H N N H H 9.6 N N N N Il H 8.7 86 " 6 3 7 " 2J8 " 18 H U II H H H 5.0 H N N H H H 8.4 H N H U H H N N H U H ll

3.4.1.2 Försök med basmaterial från Västerås

3.4.1.2.l Korttidslagring

Två basmaterial har utvalts, nämligen grus 0-32 mm

och "sekunda" sand 0-8 mm. Provkroppar tillverkades

enligt tung instampning med de båda materialen vid

olika bindemedelskombinationer (6-12% deponerad

flyg-aska och 2-3% cement). Ett jämförande försök

gjordes även med 12% flygaska och 5% "bypass", den

senare restprodukt från cementindustrin.

Provkropparna fuktlagrades 7 dygn vid temperaturerna +50, +20O och +38°C före provtryckning. Avsikten med lagringen vid låg temperatur var att utröna

vilken hållfasthetsutveckling som kan uppkomma vid

utläggning på senhösten. Lagringen vid hög tempera*

tur (enligt ASTM C 593) gjordes för att studera om bindningen kan påskyndas för materialbedömningar i samband med förförsök eftersom långtidslagring

inte alltid kan göras. Även vattenkvoten varierades vid basmaterial 0-32 mm.

Resultaten framgår av tabeller 5 och 6 samt figur 7. Det går inte att avläsa någon tydlig skillnad i

hållfasthet mellan de två basmaterialen. "Sekunda"

0-8 mm ger lägre torra skrymdensiteter, men vid de

högre bindemedelskvoterna t o m högre hållfastheter.

En ökning av bindemedelskvoten behöver inte ge en

förbättring av hållfastheten, nedsättes den torra skrymdensiteten erhålls i stället en försämring. Detta framkommer särskilt tydligt vid välgraderade basmaterial 0-32 mm där bästa resultat har erhållits med endast 6.0% flygaska. Vattenkvoten 4.0% ger i detta fall högst hållfasthet. Något högre vattenkvot

kan sannolikt krävas i praktiken eftersom mer vatten förbrukas vid en långvarig bindningsreaktion.

"Sekun-da" 0-8 mm har högre hålrum och kräver därför

mer bindemedel varför flygaskatillsatsen bör ökas

till 10.0 vikt-%. En ytterligare ökning till 12.0 vikt-% ger dock sämre hållfasthet. Flygaska, i kombination

med "bypass", har även givit gott resultat, en enda sammansättning, som ej behöver vara optimal, har

dock undersökts.

Provkroppar som lagrats vid +50C temperatur ger

lägre hållfastheter än efter lagring vid

rumstempe-ratur, skillnaden kan dock vara tämligen liten och enligt tidigare försök även utjämnas med tiden

(VTI Meddelande 371). Accelererad lagring vid +380C

ger högst hållfasthet, men resultaten är avsedda att bedöma långtidshållfastheter.

Tabell 5. Blandningar av flygaska, Västerås

depo-nerad nr 2 Och grus 0-32 mm. Tillsats av

cement och "bypass". Tryckhållfasthet

hos provkroppar lagrade 7 dygn vid +50C,

200C resp 38OC.

Lagring Grus Flyg- Ce- "By- Vat- Torr Tryck-aska ment pass" ten- skrym-

håll-dygn temp. 0-32mm nr 2 kvot densitet fasthet

.

OC

%

%

%

%

%

kg/dm3

MPa

7 5 92 6 2 4 2.35 2.1 " 20 " " " 3 2.32 1.9 II I! 'I I' II 4 2.6 'I II II il H 5 2.0 N ll II II I' 6 1.5 " 38 " " " 4 2.33 5.3 'I II II I' II 5 4.5 " 5 91 6 3 4 2.36 3.7 II II I' II H 4.1 ll ll II I' ll 8.5 " 5 88 10 2 4 2.28 1.6 " 20 " " " 4 2.27 1.9 II :I II II H 5 2.4 " 38 " " " 4 2.29 3.4 " 5 87 10 3 4 2.27 2.3 ll ll ll Il II 5 3.3 " 20 " " " 4 2.29 2.8 " 38 " " " 4 2.28 5.4 " 5 83 12 5 6 2.21 0.8 " 20 " " " 5 2.22 2.2 H I' I! H I' 6 2.5 " 38 " " " 6 2.23 4.1 I' II 'I II 'I '7 6 .2 " 20 85 12 5 2.18 2.2 'I II I! II 'I 4.8 VT I MEDDELANDE 3 96

Tabell 6. Blandningar av flygaska, Västerås deponerad nr 2 och sand 0-8 mm

av cement och "bypass". Tryckhållfasthet

hos provkroppar lagrade 7 dygn vid +50C,

200C resp 380C.

"sekunda". Tillsats

Lagring Sand Flyg- Ce- "By- Vat- Torr

Tryck-O-8mm aska ment pass" ten- skrym-

håll-dygn temp. sekunda nr 2 kvot densitet fasthet

Oc

%

96

%

96

96

kg/dm3

MPa

7 5 92 6 2 6 2.19 1.5 II I! I' ll II 2.0 'I II 'I II II 3.6 " 5 91 6 3 " 2.21 2.5 ll Il ll 'I II 3.3 ll II [I ll [I 5.4 " 5 88 10 2 " 2.21 2.0 ll il 'l il II 2.5 Il H 'I II II 5.0 " 5 87. 10 3 " 2.20 2.9 ll I' II II 'I 2.. 3 . 6 ll ll I! II I' 2 . 9 .6 " 5 83 12 5 " 2.15 1.0 l! II I' II II 2.5 'I 'I II 'I 'I 5.6 " 20 85 12 3 " 2.15 2.8 'I II ll II II 5.1 VT I MEDDELANDE 3 96

V T I M E D D E L A N D E 39 6 Tryckhållf.

MPa Flygaska + Sand Llygaska + bärlager 0-32 mm

0-8 mm "sekunda" L D

flygaska % 6

6

10

10

12

6

6

10

2

Cement % Ln Byepass % Vatten-o 6 6 6 6 6 4 3 4 5 6 4 5 4 kvot 6 4 4 5 4

Figur 7. Blandning av flygaska Västerås "deponerad" nr 2 + sand

0-8 mm "sekunda" resp grus 0-32 mm Västerås.

Tryckhåll-fastheter hos provkrOppar lagrade 7 dygn vid +50C, +200C resp +38OC. 10 4 5 4 4 12 6 5 6 6 7 19

3.4.1.2;2 Långtidslagring

Provkroppar tillverkades också med de två basmateria-len för långtidslagring upp till ett år i fuktrum

vid +200C. Resultaten framgår av tabell 7 samt figur 8

och 9. God hållfasthetsutveckling konstateras. Tenden-serna är desamma som vid 7-dygnslagringen,

välgrade-rat material kräver således mindre bindemedel än

dåligt graderat. Vid optimala sammansättningar

ver-kar dock ganska likvärdiga hållfastheter kunna

erhål-las. Det välgraderade materialet är dock mer käns-ligt för korrekt bindemedelskvot.

För basmaterial 0-32 mm motsvarar

28-dygnshållfast-heten vid de lägre bindemedelskvoterna i regel något

så när 7-dygnsvärdet vid +38°C, men är lägre vid de högre kvoterna. För material 0-8 mm är däremot förhållandet omvänt. Accelererad lagring ger således

inte entydiga resultat.

Med "bypass" som cementersättning har god hållfast-het erhållits endast med 0-8 mm basmaterial. Komplet-terande försök krävs för klarläggning av orsaken. Inverkan av svällning i det mycket täta välgrade-rade materialet 0-32 mm kan inte uteslutas eftersom "bypass" kan innehålla osläckt kalk.

-3-402

âilgêêrê

I ett sent skede av förförsöken framgick det att deponerad flygaska inte kunde bli aktuell i

bindeme-del beroende på blandningssvårigheter i

betongsta-tionen. Förnyat försök gjordes därför med torr

siloaska från värmeverket i Västerås. Endast

7-dygnshållfastheter kunde provas på grund av tidsbrist.

Det visade sig dessutom att basmaterial 0-32 mm tagit

slut. Lagring gjordes vid både +20O och +3800. Färre försök gjordes därför med detta än med

sekunda 0-8 mm. Resultaten framgår av tabell 8:

Tabell 7. Blandningar av flygaska, Västerås dep nr 2 och sand 0-8 "sekunda" resp grus 0-32 mm. Tillsats av cement resp "bypass" (Slite).

Tryckhållfasthet hos provkroppar lagrade 28, 90 och 365 dygn vid +200C.

Lagring Sand Grus 0-32 mm Flyg- Ce- "By- Vat- Torr Tryck-0-8 mm 33% 33% 33% aska ment pass" ten- skrym- håll-dygn sekunda 0-8 8-16 16-32 V-ås kvot densL- fast-nr 2 tet het

%

%

%

%

%

%

%

%

kg/dm3 MPa

28 91 6 3 6 2.12 3.9 90 " " " " 2.12 6.8 365 " " " " ZJÅL 12JL 28 88 10 2 " 2.14 3.5 90 " " " " 2.12 5.5 365 " " " " 2113 8.7 28 87 10 3 " 2.13 416 90 " " " " 2.14 9.7 365 " " " " 2.15 14n1 28 85 12 3 " 2.14 5.0 90 " " " " 224 93 365 " " " " 2.14 11.5 28 83 12 5 " 2.11 4.6 90 " " " " 2.10 5.6 365 " " " " 2.10 8.7 28 30.3 30.3 30.3 6 3 5 2.32 4.5 90 I! H 'I N N N 3' H H H M N 28 29.3 29.3 29.3 10 2 " 2.23 3.5 90 H N N N N N 6.5 H I! H N H U 9.7 28 29 29 29 10 3 " 2.22 3.8 90 N H M N N N 5.6 N H H U H I' 28 28.3 28.3 28.3 12 3 " 2.18 3.6 90 N N N N N N 3.6 N N N N N N 7.1 28 27.7 27.7 27.7 12 5 " 2.17 3.1 90 N N N M N N 3.4 i' I' H U H I! 4.0

22

:ckhållfasthet ;i

0

W

?

12 -

á

/

/

j

/

/

_/

_7/

ç

/

4//

71

/

7

//

5

7

8'

á

_/

/

_f

?á

_//

/

_f

f

_/

7/

/

//

/

/

6- //jj // //// // //

/

7/

//

/

7/

//

//

//

-

//

//

//

//

//

7//

?5

_{// /4/ // // ø//}

/4

å? ä?

/çç

?? ?f 5? 5?? ;§44

Z? ä? ä? á?? ;454

a 44

/65

/ / /,/

4445

Lagring-

7 28 90 365

7 28 90365

7 2.8 90 365

7 28 90

7 28 90 365

Z:f %

3

f

13

*i

12

Figur 8. Blandningar av sand 0-8 mm "sekunda" +

flygaska Västerås dep nr 2 + cement resp

"by-pass". Tryckhållfastheten hos

prcvkrop-par lagrade 7, 28, 90 och 365 dygn vid +200C. Vattenkvot: 6%.

?-/

/

/

/

Tryckhållfasthet // MPa //

4

/

_/

12-

/

_/

/

5

10' //

5/

//

//

8*

//

//

//

//

7

6'

/

//

/

V7

//

/

/

4 7 2%

2

?

4* _vatten° *4 / 4 7 é _// / vatten ' :item

//Ä/

/

/

// K

W??

å

/ å??

////

/

/

//ç

Lagring,

7 28 90 365

7 28 90

7 28 90

7 28 90

7 28 90

Flygaska 02

6

10

10

12

12

Cement % 3 2 3 3

Figur 9. _{Blandningar av grus 0-32 + flygaska Västerås} dep nr 2 + cement resp "by-pass". Tryckhåll-fastheter hos provkroppar lagrade 7, 28, 90 och 365 dygn vid +200C. Vattenkvot: 5%.

Tabell 8. 7-dygnshållfastheter, erhållna vid

stabi-lisering av grus 0-32 mm och "sekunda"

sand 0-8 mm med siloaska, Västerås, och

cement resp "bypass".

Basmaterial Flyg- Cement "By- Tem- Torr Tryck-aska pass" pera- skrym-

håll-tur densi-

fast-tet het

(vattenkvot %) vikt-%

vikt-8

Vikt-% OC

kg/dm3

MPa

0-8 mm 10 3 20 2.24 2.0 (6 vikt-%) 10 3 38 2.24 5.9 10 2 20 2.25 2.2 10 2 38 2.25 4.2 10 5 20 2.24 7.5 10 5 38 2.23 8.2 6 3 20 2.38 2.7 0-32 mm 6 3 38 2.39 4.8 (5 vikt-%) 10 3 20 2.33 4.2 10 3 38 2.34 7.1

Den "färska", torra siloaskan har med något undantag

givit sämre hållfastheter än den "åldrade",

depone-rade askan. "Bypass" har däremot gett väsentligt bättre resultat. Det har även tidigare konstaterats att flygaskans kvalitet spelar mindre roll vid binde-medelskombinationen cement än

flygaska-kalk (VTI Meddelande 296).

3.5 Stabilisering av flygaska med cement

Deponerad flygaska med låg glödgningsförlust har undersökts efter inblandning av cement. Provkroppar

med cementkvoter 5.0, 10.0 och 20.0 vikt-% tillverka-des vid vattenkvoten 25% och lagratillverka-des 7 dygn vid

+200C. Vattenkvoten varierades inte vid olika cement-kvot eftersom komponenterna har ganska likartad

korn-storlek. Resultatet framgår av tabell 9:

Tabell 9. Blandningar av deponerad flygaska nr 2 och

cement. 7-dygnshållfastheter efter 7 dygns lagring vid +200C. Vattenkvot 25%.

Cementkvot Torr skrym-

Tryckhåll-densitet fasthet

%

kg/dm3

MPa

5.0 1.35 2.2

10.0 1.38 2.0

20.0 1.40 3.3

Ingen skillnad har erhållits mellan 5.0 och 10.0%

cementinblandning, men med 20% cement ökar

hållfast-heten. Osäkerheten i försöken måste beaktas. Ytter-ligare bindning kan förväntas med tiden, beroende

på flygaskans reaktion med den kalk som frigörs vid

cementets hydratisering. Som jämförelse tillverkades

även en provkropp med 15.0 vikt-% av restprodukten

"bypass". Vid likartad lagring blev hållfastheten

2.7 MPA (torr skrymdensitet 1.36 kg/dm3), dvs ett

med cementstabiliserad flygaska jämförbart resultat.

Senare gjordes även motsvarande försök med siloaska eftersom deponerad fuktig aska ej kunde användas i

betongstationen. Förutom cement studerades även "bypass" som tillsats. Provkropparna lagrades även

längre tid än 7 dygn. Resultatet framgår av tabell lO.

Tabell 10. Tryckhållfasthet hos provkroppar tillver-kade av siloaska+cement resp "bypass"

efter olika lagringstider vid +200C. Vattenkvot 20%

Cement- "Bypass"- Torr skrym- Lagrings-

Tryckhåll-kvot kvot densitet tid fasthet

%

%

kg/dm3

dygn

MPa

5.0 _ 1.28 7 1.3 " 1.28 28 1.9 " i 1.28 90 2.4 10.0 8 1.30 7 2.5 " 1.30 28 3.9 " 1.30 90 4.9 20.0 1.36 7 4.0 " 1.35 28 5.9 " 1.36 90 11.6 15.0 1.28 7 2.0 " 1.30 28 5.9 " 1.30 90 7.5

7-dygnshållfastheterna är av samma storleksordning

som för deponerad aska, men en betydande hållfasthets-tillväxt äger rum. "Bypass" ger även god bindning. 4. BESKRIVNING AV PROVVÄGENS BYGGANDE.

4.1 Läge, undergrundsförhållanden och trafik

Provvägen är belägen på Vasagatan i Västerås och

utfördes i samband med dess utbyggnad i anslutning

till Norrleden. Undergrunden består av lera. En å följer parallellt med vägen. Trafikmängden var 11900 fordon vardagsmedeldygn enligt trafikräkning

gjord 1982.

4.2 Provvägens uppbyggnad

LängSprofil (figur 10) visar uppbyggnaden av

prov-vägen. Förstärkningslagret utgörs av sprängsten

(vid sidorna kompletterad med singel) utom i den del

där flygaska studeras som förstärkningslager. I

denna del kunde askan läggas i maximal tjocklek. En fjärrvärmeldening, som inte var känd då provvägen planerades, går tvärs genom vägen under flygaskan.

Bärlagret har varierats på så sätt att grus 0-32 mm och sand 0-8 mm studeras som basmaterial vid

vardera två bindemedelskombinationer. Halten

flyg-aska - är på grundval av förförsöken - 6% med

grus och 10% med sand som basmaterial; 2 och 3% ce-mentkvot studeras i båda fallen. Dessutom undersöks

flygaska, stabiliserad med 10% cement, som

bärla-ger. Bärlagertjockleken är 20 cm och beläggningen utgörs av 120 kg MAB. En referenssträcka med kon-ventionell uppbyggnad (180 kg AG + 120 kg MAB) har

dessutom medtagits.

Provvägens totala längd är 800 m, provsträcka 1

och 2 är båda ca 50 m, sträcka 3 ca 300 m samt sträckor 4, 5 och 6 var och en ca 100 m. Vägbred-den är 8.25 m.

4.3 Förberedande arbeten

Tidigare utlagd sprängsten hade satt sig varför gatukontoret uppjusterat förstärkningslagret med 5-20 cm bärlagergrus. En bärighetsmätning med

fallvikt utfördes före provvägsbygget (mom 4.4.3.5).

V T I M E D D E L A N D E 39 6 fo 5.0_Af__m '_ 7%" m/?:.- "(9f Ido

%Va

*Vw

.37. ;1/47 or /Jo H46

ø/av

A

//I/ //g//Zl//IKK///Å/ //KZZfl//Lllz [ZZ/(llltl ?[/lzz (I / (lelllllzltz ::::$ fb

Q) 6, 200

;Q 9

. \ ' \ ' c \ \ «( \ -_c..|'.»-.-\ t ...nal L

. sprängsten \ g/o/o/'axllrø a/\ '. ,\

143/471/

x 6

0

..A_. .31. .- .ra ._,As /\

flygaska I. språng-sten u/v/ 01/04/ 4.

.. 'Mad 617/474' ('J'M, . K. ' . . .0 -, v ° V.t. 0 \ V4 \ . Ifo \ 5313040. " : ' \ .\ |. - . . a 0 o_ 1 ..._-1 \ ' \ . ' ' * ' ' '\ *' - bottenaska Figur 10. ,ZZ/ 4%/ äáöøva;øve/§zñi. Uppbyggnad av provvägen. 1. wa m xo Referenssträcka (180AG+120MAb)

90% deponerad flygaska + 10% cement, vattenkvot 20%

10% siloaska + 2% cement + 88% "sekunda" 0-8 mm, vattenkvot 6% 6% siloaska + 3% cement + 91% grus 0-32 mm, vattenkvot 5%

6% siloaska + 2% cement + 92% grus 0-32 mm, vattenkvot 5%

10% siloaska + 3% cement + 87% "sekunda" 0-8 mm, vattenvkot 6%

4.4 Utläggning av flygaska i förstärkningslager

4-401

Ii§p§95§_999_y§§§52§5

Flygaska utlades av ABV den 25-27 april, 1983.

Uppe-hållsväder rådde och temperaturen låg runt +100C. Efter utlastning och packning låg ytan öppen i ca

8 dagar, då delvis stark nederbörd förekom, innan

bärlagret påfördes.

4.4-2

§5§ê5ꧧ§

Enär den aktuella sträckan ligger på lerig under-grund (foto 2) och dessutom i en lågt belägen punkt

i förhållande till omgivningen, utlades först en

filterduk, sedan ett 10-20 cm tjockt lager bottenaska

på terrassen. Då bottenaskan visade sig ha tämligen

hög kapillaritet (ca 70 cm) utlades även en vittrings-beständig plastduk (Essem Uwetherm) mellan flygaskan och bottenaskan (foto 3).

Flygaskan togs ur upplag vid Västerås soptipp, där stora mängder deponeras (foto 1). Ljus aska, med

låg restkolhalt användes eftersom mörk aska, rik på restkol, producerades främst vid intrimningen av värmeverket. Ca 670 ton flygaska (räknat på torr aska) utlastades med grävmaskin och transporterades

med hjälp av lastbil till provvägen. För mottagning användes en bandlastare (Caterpillar 951). Denna jämnade ut flygaskan och därvid erhölls också ett

betydande packningsarbete. Slutligen packades

flyg-askan i ett lager med hjälp av en 3.8 tons traktor-dragen vibrovals. Materialet ovanför

fjärrvärmekul-verten packades dock i två lager. Normalt utfördes 8 st överfarter, men i enskilda fall fler, upp till

12-14 st.

Flygaska tenderade ibland att fastna på vältens valsar vilket medförde att ytan stundom blev något uppriven. I Övrigt erhölls en fast, stabil yta

(foto 4), vilken utan svårigheter tålde

byggnadstra-fik. Den vibrerande välten förorsakade dock vält-*

sprickor i flygaskalagrets övre del på grund av

överbelastning. Skjuvbrotten yttrade sig som

paral-lella "skollor" i vägens tvärled (jfr foto 5).

Denna tendens fanns inte i partier med för blöt flygaska. Vid grävning i "skollorna" konstaterades

nära, horisontella sprickor (foto 5b). Vältning utan vibrering gav ingen bättre yta. Efterpackning

med gummihjulsvält hade sannolikt avlägsnat sprickor-na, men sådan vält fanns inte tillgänglig.

Några mindre partier med mycket blöt och instabil flygaska erhölls (foto 6). De fick ligga kvar i en dryg vecka för att visa om eventuellt någon föränd-ring genom upptorkning inträffade. Den blötare

flygaskan kom från djupare belägen del i upplaget vid soptippen och t.o.m. tjälklumpar observerades. Grävmaskinföraren borde ha fått instruktion om att ej gå för djupt ner.

Efter avslutad utlastning och packning låg

flygaska-lagret öppen i en vecka. Det eftervältades innan

bärlagret påfördes. Trots tidvis stark nederbörd

(totalt ca 30 mm) under denna period märktes ej någon påtaglig, varaktig försämring av flygaskans stabilitet. En del blöta fläckar hade torkat upp, andra grävdes ut och återfylldes med torrare flyg-aska. Slänterna hos flygaskabanken täcktes senare

med matjord.

4.4.3 gaterialkogtroller_i_s§mba§d_m§d utlägg:

212932 ålzgâsäa;

Av stor vikt är att känna till flygaskans vattenkvot på grund av risken för kraftigt försämrad stabili-tet. Ett flertal vattenkvotsbestämningar utfördes, dels vid utläggningen av aska, dels vid tidpunkten för utförandet av bärlagret (820506). Packningen

av flygaskan kontrollerades med hjälp av

vattenvoly-meter. En specialundersökning av flygaskans bärighet gjordes med hjälp av Proctornâl (4.4.3.4). Bärighe-ten hos färdigpackad flygaska, liksom hos övrigt förstärkningslager, bestämdes genom fallviktsmät-ning (4.4.3.5).

4.4.3.1 Vattenkvot

Vattenkvoten hos utlagd flygaska bestämdes genom att det fuktiga provet försiktigt torkades i skålar över en elspis (ABV hade satt upp en kontorsvagn vid provvägen). Resultatet framgår av tabell 11a.

Tabell lla. Resultat av vattenkvotsbestämningar i

utlagd flygaska.

Sektion Datum Vattenkvot Anmärkning vikt-% 0/939 27/4 29.3 0/945 " 26.8 (ytligt prov) 0/945 " 29.7 (djupare prov) 0/955 " 27.6 0/980 " 26.9 0/998 " 31.2 0/999 " 32.4 1/005 " 29.8 1/105 " 29.8 1/007 " 27.4 l/OZO " 28.2 l/040 " 27.5

Mv:

28.9il.8

VTI MEDDELANDE 396

Provning gjordes även med flygaska som legat 5 resp

9 dygn i vägen och utsatts för klimatpåkänningar. Resultatet framgår av tabell llb.

Tabell llb. Vattenkvoten hos flygaskaprov, uttagna 5

resp 9 dygn efter utläggning.

Sektion Datum Vattenkvot

vikt-% 0/979 2/5 32.2 0/992 " 29.7 l/OOO 6/5 26.4 l/030 " 34.2 l/040 " 26.9 Mv: 29.9i3.4

Vattenkvoten hos flygaskan har varit genomgående högre än de ca 25% som utgör optimum enligt laboratoriein-stampning (jfr figur 6 och 11). Det konstaterades också vattenseparation när flygaska packades mot hårt

underlag (ex. kilen på bergkrossen synbar i foto 6a). Någon leveranskontroll av vattenkvoten på soptippen

gjordes inte. Efteråt kan det konstateras att särskilt flygaskan, tagen från djupare läge i upplaget, varit

alltför blöt och i vissa fall fått bortgrävas.

4.4.3.2 Packningskontroll

Packningskontroll utfördes med hjälp av en 3.5 liters vattenvolymeter (foto 12 a). Provningarna gjordes vid

två tillfällen, dels direkt, dels 5 dygn efter utlägg-ning och packutlägg-ning. Den sistnämnda provutlägg-ningen gjordes främst för att kontrollera om flygaskan påverkats av

byggnadstrafik och nederbörd. Flertalet volymeter-provningar utfördes på den övre delen av

flygaska-lagret (0-15 cm) och endast vid ett tillfälle

under-söktes även packningen på djupet 15-30 cm.

Resulta-tet redovisas i tabell 12.

Tabell 12. Sammanställning av provningsvärden

från packningskontroll av flygaskalager.

Sektion Datum Vatten- Torr Maximal torr

Packnings-kvot skrymden- skrymdesitet grad sitet (tung

in-stampning)

m

vikt-%

kg/dm3

kg/dm3

%

0/939 27/4 29.3 1.14 1.21 94 0/945 (0-lScm) " 26.8 1.15 1.25 » 92 0/945 (15-300m) " 29.7 1.13 1.22 93 0/999 " 32.4 1.22 1.21 101 1/007 " 27.4 1.21 1.25 97 0/979 2/5 32.2 1.21 1.21 100 0/992 " 29.7 1.23 1.23 100

Den i provvägen använda flygaskans maximala torra

skrymdensitet och optimala vattenkvot bestämdes

enligt s.k. tung instampning på VTI:s laboratorium.

Resultatet framgår av figur 11 och resultatet stäm-mer väl med förförsöken gjorda med ljus aska,

jfr figur 6. Figur Torrskrymdensitet kg/dm3 A 1.30_ _X/®\x 1.20'm 1.H3 1°00 r 1 r ;SF Vattenkvot 20 25 30 vikt Z

ll. Packningskurva på flygaska använd i

förstärkningslager. VTI MEDDELANDE 396

God packningsgrad har erhållits. I litteraturen

rap-porteras ofta om svårigheter att få tillräcklig

packning av fjädrande flygaska (90% av lätt instamp-ning anses t ex realistisk av Gray och Lin 1972), jfr VTI Meddelande 285, kap. 7.1. Används flygaska i förstärkningslager är fullgod packning en huvud-förutsättning.

4.4.3.3 Kontroll av lagertjockleken

Tjockleken hos flygaskalagret kontrollerades efter avslutad packning genom håltagning med sondsticka.

Uppmätt tjocklek framgår av tabell 13 och figur 12.

Tabell 13 Sammanställning över uppmätta tjocklekar hos färdigpackad flygaska.

Sektion Tjocklek

Vänster ' Väg- Höger sida mitt sida

m om cm cm 0/930 40 40 40 0/950 40 35 35 0/970 67 55 60 0/980 90 75 67 0/990 80 92 65 l/OlO 43 50 37 1/030 35 37 42 VTI MEDDELANDE 3 96

Sträcka 3A Sträcka 3B Sträcka 4A Sträcka 4B sekt 1/040 1/010 0/980 0/950 0/920 O 1 I I L 1 I I I F I 1 I I I T 1 A 4 OA A 4 A A A A 4 O _{4 4 4 V} .. n .. _{4 4 vi 4 20 nu} 4 Forstarknlngslager <7 4 _{4 4 4 4}

a 4 A 4 4 4 44

4 _M_

Flygaska

_{/;_:..____ 4 44}

_{v 4 -40 om}

a <1 4 4 4 4 4 :E:5\ _{/////'ç::- 4 4} _ \>\ 3* _{. -60 cm} Q \ 1' Plastfolle \\\\ 1":_{v15 L;: Bottenaska} b80 cm ;§:' Filterduk '100 cm :311: Isolersand -120 cm

:c-Qj

4$V,\C . .. . -140 cm .' * Fjärrvarmelednlng '160 cm

Figur 12. _{Längdsprofil över förstärkningslager.}

4.4.3.4 _{Undersökning med Proctornål}

Proctornålen är en amerikansk fjäderbelastad penetro-meter, avsedd för mätning av bärigheten hos finkor-niga jordarter antingen i fält eller också i labora-torium (ASTM D1558). Olika plattdiametrar kan användas beroende på provmaterialets bärighet. Plattan trycks

ca 8 cm in i materialet och presskraften avläses.

Det visade sig att flygaskan, om den inte var

allt-för blöt, hade så god bärighet att den minsta

plattan (med yta 1/20 in2 eller 0.32 cmz) måste

användas.

Mätningarna tillgick så att profiler togs med

jäm-na mellanrum tvärs över vägen från vägkant till

vägkant. Avläsningarna från Proctornålen har ej

korrigerats utan ges i pounds i bilaga 3. Stora

varia-tioner konstaterades. Proctorbärigheten är låg

nära vägkant på grund av den sämre packningen,

men värdet varierar främst med vattenkvoten. Maxi-mala värden ligger vid 110 lbs, nära

Proctor-nålens kapacitet, medan låga värden ner till 20 lbs konstateras i de blötaste fläckarna. "Skollbild-ningen" verkade inte försämra mätvärdena. Metoden

lämpar sig väl för kontroll av homogeniteten hos

flygaska och andra finkorniga material. Vid enhetlig

vattenkvot kan instrumentet också användas som en

snabb indirekt metod för packningskontroll.

4.4.3.5 Bärighetsmätning med fallvikt

Ca en vecka efter det att flygaskalagret

färdig-ställts, utfördes fallviktsmätningar direkt på

lagerytan. Jämförande mätningar gjordes även

samtidigt på övrigt förstärkningslager. VTI:s 5

tons fallvikt användes vid bärighetsmätningarna. Vid varje provbelastning på vägytan registrerades deformationen i belastningsytans centrum. Av erhållna

nedsjunkningar beräknades medelmodulen för hela

vägkroppen inklusive undergrunden. Resultatet framgår av tabell 14.

Tabell 14. Resultat av fallviktsmätningar direkt

på förstärkningslager. Beräknad medel-modul.

Sektion Medelmodul, Sektion Medelmodul, (sträcka) MPa (sträcka) MPa Flygaska Bergkross 0/925 (4A) 48 0/620 (6) 374 0/935 57 0/670 105 0/945 26 0/700 59 0/955 32 0/770 (6-5) 107 0/965 36 0/820 105 0/975 46 0/870 130 0/985 (BB) 72 1/050 (3A) 57 0/995 36 1/100 140 1/005 34 1/150 160 1/015 31 1/200 197 1/025 39 1/250 113 1/035 39 1/300 124 1/350 (2) 121 1/400 (1) 68

Mv(is 41(i13) Mv(iS) 133<i79

Modulvärdet för flygaskalagret är betydligt lägre än hos bergkrosslagret, men spridningen av mätvär-den samtidigt mindre. Vattenkvotsvariationer bör

huvudsakligen påverka modulvärdet, hos flygaskalagret medan bergkrosslagret påverkas av dess tjocklek och

hålrum som beror på graderingen. Självbindningen

hos flygaska gör dock att dess modulvärde i gynnsamma fall kan öka med tiden.

4.5 Tillverkning och utläggning av stabili-serat bärlager

4-5 l

ålêgêåi§9-Yŧ-§§§9§9§E§EÃQE

Blandningen av flygaska-cementstabiliserat grus resp sand och cementstabiliserad flygaska gjordes genom

satsblandning i BPA:s äldre betongstation i Västerås

(se fig. 12). Proportioneringen skedde enligt "recept"

SILON

_{BALLASTFICKOR}

<1:

:z

U)

l-< 2

<9

m

>- 2

.1

nu

u.

(J

/

\

-\

/

/

VÄG VÅG VATTEN FRIFALLS-BLANDARE

Figur 13. _{Principskiss av betongstation.}

angivna av VTI och satsblandades (6 ton i varje

sats) i frifallsblandare under 60 sekunder. (Cement-stabiliserad flygaska blandades dock 90 sekunder). Vissa svårigheter att mata flygaska konstaterades

- man hade tidigare inte använt sig av materialet i betongstationen. Flygaskan tenderade ibland att "flöda" över cementskruven. Särskilt besvärligt

var det att blanda flygaska och cement, när vattnet

tillsattes alltför häftigt sög en del av

flyg-askan upp vattnet medan resten av satsen blev

allt-för torr (jfr foto 10 och 11).

Flygaskan togs från silo, avsedd för cement, över cementskruven, vilket gav dålig kapacitet när

ce-mentstabiliserad flygaska tillverkades. Verket bör

för rationell produktion av detta material vara så beskaffat att fuktig flygaska kan användas och till-föras på samma sätt som stenmaterial. Frifallsblan-dare är sannolikt olämplig i sammanhanget. Ett

sådant, kontinuerligt arbetande stabiliseringsverk

beskrivs av Täubert (1982). Det är sannolikt att

bättre blandning erhållits om förutom flygaska

även bottenaska, sand eller grus tillsatts i viss

kvantitet.

Vattenkvoten hos blandningarna kontrollerades av

BPA:s personal. Ingående materials kornfördelning m.m. undersöktes av VTI.

4.5.2.1 Tidpunkt för utförandet

Tillverkning och utläggning av de stabiliserade

bärlagermaterialen utfördes av ABV under tiden

3/5-11/5 1983.

4.5.2.2 Väderlek under byggnadstiden

Datum Sträcka Lufttem- Väderlek

peratur 3/5 6 +10 soligt 5 I! ll 4 u n 3* u n 9/5 3 +12 mulet, någon regnskur 2 ' u n

*) Halva sträcka 3 utfördes den 6/5 och övrig den 9/5.

4.5.3

Mêêkigfêrsegkgigg

Verket, se figur 13

1 st vibrerande slätvalsvält (Ingersolrand DA 30 3.2 ton)

1 st väghyvel (Nordverk)

4 st lastbilar (HVT 160) 1 st klisterspruta.

4.5-4

Iêäzfêgslêêr_yi§_9§l§999129

De färdigblandade materialen utlades med väghyvel och vältades genom 6 överfarter med vibrerande

3.2 tons slätvalsvält. Nominell tjocklek var 20 cm.

Varje eftermiddag spreds 0.6 kg/m2 asfaltlösning

RAK med hjälp av klistermoped för att motverka

fuktavgång. Viss uttorkning kan dock ha Skett:

Sär-skilt, under de soliga första dagarna.

Blandningarna, innehållande sandigt basmaterial 0-8 mm, var lätta att utlägga medan det grusiga basma-terialet 0-32 mm var mycket tätt och känsligt för

vattenkvot. Viss spårbildning av väghyveln uppkom stundom (foto 9a) när vattenkvoten tenderade att bli högre än ca 5%. Någon uppumpning av finma-terial förekom dock inte. Dessutom tenderade det

alltför grova grusiga materialet att separera (foto 9b). I Frankrike används ex. 0-20 mm i stabiliserade

bärlager.

Den cementstabiliserade flygaskan hade mycket ojämn vattenkvot (jfr mom 4.6.1) och en del alltför blött

utlagt material borttogs. En utjämning skedde också

vid hyvlingen. Tendenser till "skollbidning" i vältat material konstaterades, dock inte lika utpräglat

som vid vältning av enbart flygaska. Vid mätning med Proctornål konstaterades för nyutlagt material

värden varierande från 30-40 lbs (blött material) till 90-100 lbs (torrare material).

4.6 Materialkontroller i samband med utläggning

Följande materialprovningar gjordes i samband med utläggningen av bärlager:

- Vattenkvotsbestämning

- Packningsgrad

- Provtagning av material för tillverkning av prov-kroppar (för undersökning av tryckhållfasthet och frostbeständighet).

4-6-1

Yasssyäygä

Nyutlagt materialundersöktes först med

Speedy-Moisture Tester (karbidmetod). Eftersom metoden inte

fungerade tillfredsställande torkades proven istäl-let på elplatta. Det framgår av tabell 15 att

karbid-metoden gett ca 0.5% lägre vattenkvot än torkningen. Vattenkvoten i flygaska-cementblandningen varierar

oacceptabelt mycket beroende på blandningssvårigheter

av de två finkorniga materialen (mom 4.5.1). Det kan

också konstateras att vattenkvoten i de övriga

bland-ningarna varierar tämligen mycket. Mindre variation har tidigare konstaterats vid framställning av stabi_ liserat bärlager i kontinuerligt arbetande stabili-seringsverk, trots ogynnsammare väderleksförhållan-den (provvägen Gärdhem 1982, VTI Meddelande 37l).

Tabell 15. Vattenkvotsbestämning på nyutlagt

mate-rial.

Prov- Sektion Vatten- Vatten- Prov- Sektion Vatten-sträcka kvot kvot sträcka kvot

(tork- (Speedy (tork-ning) Moisture ning)

Tester) nr km % % nr km % 2 1/360 22.1 4 0/960 V 5.5 1/330 16.3 0/960 H 3.4 l/330 27.5 0/960 5.0 1/325 21.8 0/940 H 4.3 1/325 H 21.6 0/940 V 4.0 1/325 V 29.5 0/920 V 6.6 0/920 H 5.3 MV: 23.li4.7 0/895 H 5.7 0/890 V 5.1 3 1/320 H 8.1 1/320 V 6.6 Mv: 5.0+l.0 1/010 7.8 0/990 8.2 5 0/860 H 6.0 1/260 H 7.7 0/860 V 4.9 1/260 V 6.3 0/855 5.1 1/220 H 5.8 0/840 H 5.2 1/160 H 6.6 0/840 V 4.8 1/250 V 6.5 0/820 H 5.3 1/240 V 6.2 0/800 H 5.4 1/140 V 5.3 0/800 H 5.7 1/140 V 5.1 0/790 H 5 O l/l40 H 5.3 0/780 V 8.5 1/140 H 5.2 l/120 H 6.0 Mv: 5.6+l.l 1/120 5.3 1/120 V 5.6 6 0/760 VM 6.6 1/120 6.2 0/760 V 6.0 l/lOO V 6.0 0/760 H 5 9 1/080 V 6.9 0/740 H 6.0 1/080 6 2 0/740 V 5.7 l/080 H 6.3 0/700 H 5.6 1/060 6.7 0/700 V 6.5 l/060 V 5.4 0/680 H 5.8 l/060 H 5.6 0/680 V 5.9 1/040 V 5.3 0/660 H 5.9 1/040 H 5.6 0/660 V 6.0 1/020 V 5.9 0/650 H 6.6 1/020 H 5.8 0/640 H 6.2 l/OOO H 5.5 0/640 V 6.2 0/620 H 5.7 Mv: 6.5i0.9 5.7i0.5 0/620 V 6.0 0/610 V 6.3 MV: 6.l+0.3 VTI MEDDELANDE 396

4.6.2

Essäeiassrgrsrgll

Sedan vältningen av det utlagda materialet avslutats,

utfördes packningskontroll med hjälp av VTI:s 3.5

liters vattenvolymeter. Material, uttaget vid voly-meterprovningen, instampades omedelbart enligt tung

instampning. Samtidigt bestämdes vattenkvoten i materialet. Med packningsgrad menas här den vid volymeterprovningen bestämda torra skrymdensiteten i procent av den vid instampningen erhållna torra

skrymdensiteten. Resultatet framgår av tabell 16.

Tabell 16. Sammanställning av provningsvärden från packningskontroll.

Prov- Sektion Vatten- Torr skrymdensitet Packnings-sträcka kvot enligt enligt grad

volynneter tung hn-(på vägen) stampning nr km % kg/dm kg/dm3 % 2 1/340 27.1 1.35 1434 101 1/325 23.4 1.31 1J43 92 3 l/250l4 6.2 2.18 2.18 100 1/000 V 7 .2 2 .15 2.21 97

1/00:)

4.8

2.13

2.18

98

1/080 7.0 2.09 2.21 95

5

0/855

4.4

(2.73)*

2.37

(115)

0/790

4.9

(2.61)*

2.36

(110)

6 0/760 6.6 2.16 2.20 98 ,

0/700

6.0

2.17

2.16

100

0/650 6.5 2 31 2.25 102 *) Volymeterprovning på grova separerade material

som i sträcka 4 och 5 ger orealistiska resultat. Som synes har i regel god packningsgrad erhållits.

Särskilt varierande resultat konstateras inte ovän-tat på cementstabiliserad flygaska (sträcka 2). Endast två mätvärden finns dock. Vattenvolymetern

ger helt orealistiska värden vid mätning i grusigt

material. Metoden fungerar däremot väl i sandigt

material.

4.6.3 gillyegkging_ogh_proyt5ygkgigg_av prgv:

ärgpeas.

Materialprov för tillverkning av provkroppar uttogs direkt efter utläggning i 2 provpunkter per

prov-sträcka. Sektioner framgår av tabell 14. Totalt

tillverkades 14 provkroppar per sträcka (foto 12b). Provkropparna förvarades i plastburkar i förråds-vagn vid provvägen för att sedan transporteras till VTI för lagring i fuktrum vid +200. Tryck-hållfastheten bestämdes sedan efter 7, 28, 90, 180

och 365 dygns lagring. Dessutom bestämdes

frostbe-ständigheten efter 28 och 90 dygns lagring (kap

4.6.3.1). Resultat av tryckhållfasthetsbestämningarna framgår av tabell l7.

Tabell 17.

Tryckhållfasthet hos provkroppar

tillver-kade i fält och lagrade 7, 28, 90 och

180 dygn i fuktrum.

Prov-

Prov-

Sektion Vatten- *)Torr

Tryckhållfasthet MPa

sträcka punkt kvot skrym- (efter antal dygn) densi-tet 7 28 90 180

nr

km

%

kg/dm3

2 l 1/325 21.8 1.45 2.7 4.8 8.9 -2 l/340 28.5 1.34 1.7 5.4 6.2 6.8 Mv: 2.2 5.1 7.6 6.8 3 l l/OOO 5.5 2.18 2.9 4.7 7.4 11.4 2 l/080 6.9 2.21 3.1 4.3 10.6 14.0 3 1/250 6.5 2.18 2.5 4.3 9.3 12.2 Mv: 2.8 4.4 9.1 12.5 4 l 0/895 5. 2.37 2.5 3.5 10.7 10.4 2 0/960 5.0 2.35 5.9 8.5 13.2 16.6 Mv: 4.2 6.0 12.0 13.5

5

1

0/790

.0:

2.36

2§4 3.4

8.0

11.9

2 0/855 5.1 2.37 1.8 3.1 6.1 11.0 Mv: 2.1 3.3 7.1 11.5 6 l 0/650 6.9 2.25 3.1 5.0 11.5 18.2 2 0/700 7.3 2.16 3.7 8.2 17.8 -Mv: 3.4 6.6 14.7 18.2

*) Medelvärde av alla 5 provkropparna.

Material från samtliga sträckor har en lägre

7-dygns-hållfasthet än de 5 MPa som föreskrivs vid cement-stabilisering enligt Statens vägverk BYA 76. Håll-fasthetstillväxten är dock mycket god och för de

stabiliserade naturmaterialen överstiger

90-dygnshåll-fastheten 10 MPa, och närmar sig t o m 20 MPa för

sträcka 6. Materialen med den högre cementkvoten ger genomgående något högre hållfasthet. Hållfasthets-tillväxten för cementstabiliserad flygaska är

mar-kant sämre än för de stabiliserade sand- och grus-materialen.

4.6.3.1 Frostbeständighet hos provkroppar

För bestämning av materialets frostbeständighet har

frys-töväxlingsförsök utförts på provkroppar

till-verkade i fält. Efter lagring i fuktrum under 28 resp 90 dygn vid ca +200C har provkropparna utsatts

omväx-lande för frysning och upptining i klimatskåp, enligt

ett provningsförfarande som är framtaget av VTI. Provkropparna vakuummättas först i vatten enligt ASTM C593 för att en hög vattenmättnadsgrad skall erhållas. Omedelbart därefter placeras proven i en

fryslåda och täcks med fin, vattenmättad sand.

Lå-dans botten och sidor är isolerade för att tjäl-ningen av proven skall ske ovanifrån. Sanden skall förhindra avdunstning och tillåter kapillär upptag-ning av vatten i provkropparna. Lådan placeras sedan i

VTI:s automatiska klimatskåp, inställt på en 24-tim-mars frysperiod (-230C) och en lika lång upptinings-period (+210C). Fryshastigheten är ca l7OC/tim och

temperaturförloppet registreras på skrivare. Provkrop-parna har utsatts för 10 st frys-töcykler. Därefter mäts provkropparnas svällning och tryckhållfastheten bestäms såvida sönderfall inte skett.

4 st provkroppar per sträcka (2 st/provpunkt),

lag-rade i 28 resp 90 dygn har undersökts. Resultatet redovisas i tabell 18.

Tabell 18. Resultat av frys-töväxlingsförsök.

Prov- ' Prov- Lagrings- Torr skrym- Svällning Tryckhåll-sträcka punkt tid densitet i % av prov- fasthet

kroppens höjd

dygn

kg/dm3

%

MPa

2 1 28 1.46 -1) -1) 90 1.45 -1) -l) 2 28 1.33 2.1 2.4 90 1.34 -1) -l) 3 1 28 2.18 2.0 2.9 90 2.18 0.3 5.7 2 28 2.21 2.6 2.9 90 2.21 0.6 7.7 3 28 2.18 1.0 3.4 90 2.20 0.8 6.9 4 1 28 2.37 -2) 1.5 90 2.36 0.2 7.6

2

28

2.36

-2)

9.6

90 2.33 0 10.3 5 1 28 2.38 1.3 1.7 90 2.36 0.6 5.2 2 28 2.37 -1) -1) 90 2.35 0.5 4.6 6 1 28 2.25 2.5 3.1 90 2.25 0.3 11.1 2 28 2.16 0.1 8.7 90 2.16 0.3 15.6

l) Provkroppar som frusit sönder.

2) Mätfötterna har lossnat så att svällningen ej

är mätbar.

Provkropparna från sträcka 2, dvs cementstabiliserad flygaska, har frusit sönder både efter 28 och 90

dygns lagring. Material från de övriga sträckorna

har nedsatt hållfasthet och relativt stor svällning

efter 28 dygn, men får bedömas vara frostbeständiga efter 90 dygns lagring.

4.7 Utförande av slitlager

Asfaltbetong i form av 120 kg MAB påfördes ca en månad efter utläggningen av bärlager.

5. PROVNINGAR EFTER VÄGENS FÄRDIGSTÄLLANDE

Provsträckorna har provbelastats med fallvikt efter

olika tider, nämligen 1 dygn efter utläggning

(för provsträcka med flygaska i förstärkningslager

även efter 3-4 dygn), efter 7-14 dygn (beroende på

tidpunkten för byggandet) och efter 150 dygn. De

två förstnämnda mätserierna gjordes före det att asfaltbeläggning påförts.v

Provborrningar har utförts ca 28 och 150 dygn efter utläggning för att konstatera bindningen i materia-len. Samtidigt har även sprickkartering utförts. 5.l Bärighetsmätning med fallvikt

Avsikten med bärighetsmätningen är i första hand

att bestämma den s k lagermodulen (El) i det

stabili-serade lagret samt att bedöma hur den förändras med tiden under inverkan av trafik och klimat. Mätningarna

utfördes med VTI:s 5 tons fallvikt. Vid varje

provbe-lastning registreras deformationen såväl i beprovbe-lastnings-

belastnings-ytans centrum som i en punkt på avståndet 450 mm

härifrån (foto 13). Provpunkterna var utplacerade i två

mätlinjer längs provvägen, en i hjulspår och en mellan hjulspår. Totalt finns ca 20 mätpunkter per sträcka.

Eftersom belastningsdeformationen mäts i 2 punkter