Förstärkningslagermaterial av krossad betongslipers : provsträckor på väg 869 vid Stenstorp. lägesrapport 2001

(1)

Författare

Håkan Carlsson

FoU-enhet

Väg- och banteknik

Projektnummer

70138

Projektnamn

Provsträckor med

förstärkningslager-material av krossade betongslipers

VTI notat 76-2001

Förstärkningslagermaterial

av krossad betongslipers

Provsträckor på väg 869 vid Stenstorp.

Lägesrapport 2001

(2)

(3)

Innehållsförteckning

Sida 1 Bakgrund 3 2 Beskrivning av provsträckorna 4 3 Mätningar på färdig väg 6 3.1 Fallviktsmätning 6 3.2 Spårdjup/tvärprofil 11 3.3 Sättningar 14 3.4 Skadekartering 16 4 Slutsatser 16 5. Fortsatt uppföljning 19 6 Litteratur 20 Bilagor

Bilaga 1 Karta över provsträckornas läge Bilaga 2 Mätplan för provsträckorna

Bilaga 3 Mätdata från fallviktsmätning 2001 Bilaga 4 Uppmätta tvärprofiler med Primal

(4)

(5)

1 Bakgrund

I samband med utförande av planskilda korsningar längs västra stambanan beställde Banverket hos Vägverket ombyggnad av väg 869 norr om Stenstorp, se bilaga 1. Som entreprenör för bygget anlitades PEAB.

Ombyggnaden omfattade knappt 900 meter ny vägsträckning med bro över järnvägen och intilliggande påfarter. Vägen har en varierande körbanebredd mellan 6 och 7 meter beroende på förekomst av vägräcke eller ej.

Objektet fick tidigt en ”återvinningsprofil” då det beslutades att bankfyllnaden skulle utföras av s.k. ”bassesten” vilken i stor mängd i många år legat i upplag vid närbelägna Stenåsen, där kalkbränning tidigare bedrivits. ”Bassesten” utgörs av skrotsten från kalkbränning och består av kalksten och alunskiffer. Provgrävningar hade gett sådana resultat att materialet bedömdes lämpligt ur vägteknisk synpunkt och Falköpings kommun hälsoskyddskontoret gav klartecken efter miljöteknisk prövning.

Figur 1 Bankfyllning av ”bassesten”.

Efterhand väcktes också förslag om att som ersättning till ordinarie förstärkningslagermaterial (krossad kalksten) till viss del använda krossad betong av järnvägsslipers, vilket fanns att tillgå i ett närliggande upplag vid Brobacken till en mängd av ca 4000 m3. Betongen ägdes och hade krossats av Skaraborgs Grus AB.

(6)

Figur 2 Upplag av krossade betongslipers.

Förslaget gillades och godkändes av inblandade parter och det beslutades att VTI skulle beredas möjlighet att delta för dokumentation och utvärdering av vägobjektet eftersom det i vägbyggnadssammanhang handlade om ett relativt okänt material. VTI fick därför i uppdrag av Vägverket Region Väst (VVÄ) att medverka vid planering och utförande av tre provsträckor (egentligen två provsträckor samt en referenssträcka) samt att följa tillståndsutvecklingen på dessa sträckor under, i första hand, en period på tre år (t.o.m.2001). VTI har rapporterat uppdraget genom en byggnadsrapport [1] och efterföljande lägesrapporter [2, 3] fram t.o.m. denna rapportering 2001. Detta notat redovisar uppföljningen av provsträckorna från trafikpåsläpp 1998 fram till senaste mättillfället sommaren 2001.

2 Beskrivning

av

provsträckorna

Provet består av två egentliga provsträckor samt en referenssträcka. Referenssträckan utgörs av den konstruktion som från början var projekterad, dvs. den konstruktion som hade varit gällande om inget prov skulle ha utförts. Den består av 650 mm förstärkningslager av ”ortens material”, i detta fall krossat bergmaterial av kalksten, överlagrat av 80 mm bärlager av krossad diabas samt 100 mm bitumenbundet material. På provsträckorna har det ordinarie förstärkningslagermaterialet bytts ut mot material av krossad betong respektive krossat bergmaterial av gnejs. Provsträckan med gnejs tillkom på önskemål från beställaren (VV) i ett senare skede och var ej planerad från början.

Det bitumenbundna lagret består på alla sträckor nominellt av 65 mm AG 22 samt 35 mm ABT 11.

Den krossade betongen har tillverkats av kasserade järnvägsslipers, vilka i krossad form legat i upplag några år före användningen i detta vägobjekt. Gnejsen i förstärkningslagret har hämtats från Vägverkets täkt vid Floby. Samtliga överbyggnadsmaterial utfördes enligt kraven i då gällande VÄG 94 [7]. Undergrundsmaterialet har i bygghandlingar bedömts vara av materialtyp 3.

(7)

Överbyggnadstypen utgörs av GBÖ med en nominell total tjocklek av 700 mm, varav förstärkningslagret ska utgöra 520 mm. På grund av praktiska förenklingar vid utläggningen och speciella ekonomiska förutsättningar har förstärkningslagrets verkliga tjocklek blivit 650 mm och den totala överbyggnaden totalt 830 mm. En schematisk bild över sträckornas lageruppbyggnad visas i figur 3.

Underbyggnaden varierar i mäktighet på sträckorna, från ca 2 meter på sträcka 1, 1–2 meter på sträcka 2 och till 1-6 meter på sträcka 3. Underbyggnaden består på sträcka 2 och 3 av s.k. ”bassesten”. På sträcka 1 har denna ersatts med kalksten. Detta för att ”bassestenen”, som innehåller oljehaltig orsten, inte skall komma i kontakt med vatten vid exceptionella högvatten i det närliggande vattendraget Pösan.

Figur 3 Schematisk bild av provsträckornas uppbyggnad

Laboratorieundersökningar samt fältmätningar och provtagningar under bygg-skedet har tidigare redovisats i VTI notat 5-1999 [1]. I denna rapport redovisas resultatet från mätningarna 2001 samt uppföljning av tidigare mätningar 1998-2000. De mätningar som utförts på färdig väg är fallviktsmätning, jämnhets-mätning (tvärprofil), sättningsjämnhets-mätning genom höjdavvägning samt okulär besiktning av eventuella skador.

Sträc ka 1 2 3

Slitlager + AG Slitlager + AG Slitlager + AG

Bärlager Bärlager Bärlager

Förstärkningslager av krossad kalksten Förstärkningslager av krossad betong Förstärkningslager av gnejs 100 m m 80 m m 650 m m Referens 0/ 1 00 0/ 2 00 0/ 3 00 0/ 4 00 0/ 5 00 Underbyggnad

(8)

3 Mätningar

på

färdig

väg

3.1 Fallviktsmätning

Mätning med fallviktsapparat på färdig väg har hittills utförts vid fyra tillfällen. En första s.k. nollmätning utfördes i slutet av september 1998 i samband med trafikpåsläpp. Sedan har mätningar utförts under sommaren 1999, 2000 och senast 2001. Mätningarna utförs i höger hjulspår i 9 mätpunkter per körriktning, totalt 18 mätpunkter per sträcka. Belastningen vid fallviktsmätningen är ca 50 kN. En mätplan för respektive provsträcka redovisas i bilaga 2. Resultatet i varje mätpunkt vid senaste mätningen (2001) redovisas i bilaga 3.

Fallviktsmätningen syftar till att studera och jämföra överbyggnads-konstruktionernas styvhet. Jämförelsen mellan sträckorna görs genom att olika ingående lagrens styvhet, uttryckt som E-modul, beräknas utifrån resultatet från fallviktsmätningen. Även dragtöjningen i underkant på asfaltbeläggningen har beräknats för att jämföra provsträckorna.

E-modulen för respektive lager och provsträcka har beräknats genom bakåträkning (passningsberäkning) med hjälp av medeldeflektionen i belastnings-centrum (D0) samt 200 och 900 mm från belastningscentrum (D200 och D900). I

beräkningarna är uppbyggnaden uppdelad i 3 lager samt ett styvt skikt på djupet 3 m från ytan. Syftet med det styva skiktet i beräkningarna är att simulera fallviktsbelastningens djupverkan. Uppbyggnaden är uppdelad i asfaltbeläggning (100 mm), bär- och förstärkningslager (730 mm) samt en underbyggnad (2170 mm).

I tabell 1 t.o.m. 4 nedan redovisas resultaten av utförda modulberäkningar för respektive mättillfälle.

Tabell 1 Lagermoduler beräknade från fallviktsmätning 98-09-29.

Lagermoduler (MPa)

Lager Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3

Beläggning 4500–5000

Kalksten Krossad betong Gnejs

Bär- +

förstärkningslager 250 170 180

Kalksten ”Bassesten” ”Bassesten”

Underbyggnad 170 95 220

Vid mätning i september 1998 uppgick den beräknade E-modulen för beläggningen (AG och slitlager) till ca 4500-5000 MPa, vilket generellt är ett något lågt värde med tanke på den vid mättillfället rådande asfalttemperaturen på ca 12oC. Det kan dock förklaras av att beläggningen var nylagd och därmed fortfarande relativt mjuk och elastisk.

E-modulen för de obundna överbyggnadslagren (bär- + förstärkningslager) visade godtagbar nivå på sträcka 1 men var något låga på sträcka 2 och 3.

Den framräknade E-modulen för underbyggnaden visade att denna var styv på sträcka 1 och 3.

(9)

Beläggning 2700-3200

Bär- +

Vid mätning i juni 1999 erhölls en beräknad E-modul på beläggningen på ca 3000 MPa, vilket får anses normalt med tanke på den, jämfört med första mätningen, nu betydligt högre beläggningstemperaturen ca 27oC.

För obundet bär- och förstärkningslager kan en viss ökning i E-modul konstateras vilken bl.a. kan förklaras av efterpackning och konsolidering. Främst är det kalkstenen på sträcka 1 som har ökat i styvhet. Styvheten (E-modulen) på lagret med krossad betong har också ökat något sedan föregående mätning, men inte så mycket som hade förväntats och som kunnat konstateras på andra liknande försökssträckor.

E-modulen för underbygganden har också ökat något och är fortsatt hög på främst sträcka 1 och 3.

Bär- +

Vid mätning i maj 2000 var den uppmätta beläggningstemperaturen ca 23–25oC och den beräknade E-modulen för asfaltbeläggningen ca 3700 MPa. Lager-modulen för den krossade betongen fortsätter att öka medan styvheten på förstärkningslagret med kalksten och gnejs är i stort sett oförändrad sedan föregående mätning. Även styvheten på underbyggnaden fortsätter att öka och då främst på sträcka 1 och 3. Generellt är styvheten och de beräknade E-modulerna på underbyggnaden väldigt höga.

(10)

Bär- +

Den beräknade E-modulen på asfaltbeläggningen vid senaste mätningen i juni 2001 var ca 3500 MPa och beläggningstemperaturen var ca 27oC. Det är en relativt hög E-modul med tanke på den höga beläggningstemperaturen. Även vid de tidigare mätningarna, förutom 1998, har styvheten på asfaltbeläggningen varit hög med hänsyn till temperaturen vid mättillfällena. Styvheten på förstärknings-lagret med krossad betong har 2001 fortsatt att öka något sedan föregående mätning medan lagren med kalksten och gnejs har en oförändrad eller något minskad styvhet. Styvheten på underbyggnaden har ökat ytterligare på sträcka 2 och 3 sedan föregående mätning medan den minskat något på sträcka 1. Generellt är styvheten på underbyggnaden väldigt hög och då främst på sträcka 3 och sträcka 1.

Orsaken till den relativt kraftiga styvhetstillväxten i underbyggnaden är svår att förklara. E-modulen för underbyggnaden/undergrunden baseras huvudsakligen på deflektionsvärdena vid fallviktsmätning på avståndet 900 mm från belastningens centrum och dessa är i storleksordning endast några hundradels millimeter. Det gör i detta fall att resultatet av beräkningarna blir väldigt känsligt för små förändringar i uppmätta deflektioner samt att mätnoggrannheten då får en stor betydelse för beräkningsresultatet. I detta fall består också underbyggnaden av ett bra material med mekaniska egenskaper som inte skiljer sig så mycket från de obundna överbyggnadsmaterialen vilket säkert inverkar på mätresultatet. Det är dock troligt att en viss del av styvhetstillväxten beror på att det med tiden skett en bindning i underbyggnadsmaterialet. Det är känt sedan tidigare att viss efterbindning kan uppträda i material av krossad kalksten, vilket också styrks av den styvhetstillväxt som skett i förstärkningslagret av kalksten på sträcka 1. Att styvhetstillväxten varit kraftigare och tydligare på sträcka 1 och 3 än på sträcka 2 kan kanske förklaras av att underbyggnadens mäktighet är mindre på sträcka 2 än på de övriga sträckorna. Framtida mätningar kan visa om utvecklingen är bestående.

För att ytterligare illustrera styvhetsutvecklingen hos bär- och förstärknings-lager under uppföljningstiden redovisas de beräknade förstärknings-lagermodulerna från tabell 1–4 i figur 4.

(11)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 1998 1999 2000 2001 Årtal för mätning Beräkn ad E-m o d u l ( M Pa) str 1, kalksten str2, kr.betong str 3, gnejs

Figur 4 Förändring av lagermodul för bär- och förstärkningslager under uppföljningstiden 1998-2001.

Resultatet av beräkningarna av lagermoduler utifrån fallviktsmätningarna kan sammanfattas med att styvheten på asfaltbeläggningen är generellt hög. När det gäller den obundna överbyggnaden med bär- och förstärkningslager visar resultaten att det på sträcka 1 med kalksten och sträcka 3 med gnejs som förstärkningslagermaterial skett en styvhetstillväxt under det första året. Styvhetstillväxten har sedan stannat av och de senaste åren är styvheten nästan så gott som oförändrad. Styvheten på den krossade betongen på sträcka 2 har konstant ökat lite för varje år och fortsätter eventuellt att öka ytterligare lite. Styvheten har dock inte ökat så mycket och så snabbt som det hade förväntats och som skett på andra liknade provsträckor med krossad betong. Orsaken till det är troligen den rikliga förekomsten av vajerarmering som i detta fall finns i den krossade betongen, vilket gör att bindningsprocessen går långsammare än normalt. Fortsatta fallviktsmätningar kan visa om bindningsprocessen och därmed styvhetstillväxten fortsätter eller har stannat av. Styvheten på underbyggnaden har ökat under uppföljningstiden och är generellt väldigt hög, främst på sträcka 3 och sträcka 1.

För att analysera och jämföra sträckornas bärighet beräknades dragtöjningen i underkant på asfaltbeläggningen utifrån resultatet från fallviktsmätningen. Storleken på den beräknade töjningen är beroende av styvheten på asfaltbeläggningen men också av styvheten på den obundna överbyggnaden. Den beräknade töjningen representerar den påkänning i asfaltbeläggningen som uppstår vid trafikbelastning och som genom upprepade belastningar och utmattning orsakar sprickbildning i asfaltbeläggningen.

(12)

Asfalttöjningen beräknades enligt nedanstående formel [6]:

ε

= 37,4+988*D0-533*D300-502*D600

ε

= töjningen (µm/m) i underkant på asfaltbeläggningen

Dx = deflektion (mm) i belastningscentrum (0), 300 och 600 mm från centrum

För att ta hänsyn till skillnaderna i beläggningstemperatur mellan mättillfällena justerades de beräknade töjningarna till en referenstemperatur på +10oC enligt nedanstående formel [8]: 0 2 1 5 10 08 , 3 10

10

D h x mätt mätt

T

× × −













=

ε

x = töjning vid 10oC respektive vid mättillfället

Tmätt = beläggningstemperatur vid mättillfället

h1 = beläggningstjocklek i mm

D0 = deflektion i mm i belastningscentrum

I figur 5 redovisas medelvärdet av de beräknade töjningarna korrigerade till +10oC för respektive provsträcka vid de fyra mättillfällena.

0 50 100 150 200 250 300

1.Kalksten 2.Krossad betong 3.Gnejs

Provsträcka As fa lttöj ni ng (µ m/ m) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

*Töjningar korrigerade till +10 oC

Figur 5 Beräknad genomsnittlig beläggningstöjning justerad till +10oC

Resultatet av töjningsberäkningarna visar att töjningen på sträcka 1 endast minskat något under uppföljningstiden, men ligger ändå på en jämförelsevis låg

(13)

nivå. Töjningarna på sträcka 3 har också minskat under uppföljningstiden, men något mer och tydligare än på sträcka 1. Töjningarna är dock vid en jämförelse mellan sträckorna störst på sträcka 3. På sträcka två har det skett en tydlig minskning i töjning under uppföljningstiden. Från att ha legat på en hög nivå vid första mätningen har de sjunkit till att var minst vid senaste mätningen.

Vid en granskning av mätdata från fallviktsmätningen, som redovisas i bilaga 3, visar det sig att spridningen i mätvärdena är betydligt större på sträcka 2 än på de övriga sträckorna. Det är främst i två sektioner, 0/320 och 0/340, på höger sida (riktning framåt) som mätresultatet avviker från övriga sektioner på sträckan. Även om dessa två sektioner undantas så är spridningen något större på sträcka 2 än på övriga sträckor. Det tyder på variationer i styvhet/bärighet längs sträckan som troligen beror den rikliga förekomsten av vajerarmering i den krossade betongen och variationer i underbyggnad/undergrund. Minst variation i mätdata är det på sträcka 3.

3.2. Spårdjup/tvärprofil

För kontroll av konstruktionernas jämnhet i tvärled (spårdjup) har ett antal tvärprofillinjer per provsträcka lagts in för mätning av spårtillväxt.

Mätutrustningen som används är en laserprofilometer kallad PRIMAL och mätningen görs i båda körfälten med start från vägmitt och ut mot beläggnings-kanten. Mätningar har också skett över hela vägbredden, från vänster kant till höger kant. Mätlinjernas antal är fyra per sträcka och riktning samt i samma sektioner också 4 mätningar över hela vägbredden. Placeringen av mätsektionerna inom respektive provsträcka framgår av bilaga 2.

Det har hittills utförts tvärprofilmätningar på provsträckorna vid fyra tillfällen. Den första ”nollmätningen” gjordes i samband med trafikpåsläpp i september 1998. Sedan har mätningar utförts under sommaren 1999, 2000 och 2001. Tvärprofilerna analyserades genom granskning av de uppritade tvärprofilerna och dess förändring under uppföljningstiden, främst profilerna över hela vägbredden. Från tvärprofilerna i respektive riktning beräknades spårdjupen och resultatet redovisas i tabell 5 och 6 nedan. Riktning 1 i tabellerna är riktning från Stenstorp, och riktning 2 följaktligen mot Stenstorp.

Vägens belagda bredd är ca 6 meter och längs provsträckorna är vägräcken till stor del uppsatta. Detta tillsammans med att vägavsnittet består av relativt skarpa kurvor gör att spårbilden är typisk för en smal väg. Det betyder att vägen endast får tre spår dvs. ett i respektive körfält och ett ”gemensamt” i vägmitt. (Normalt utvecklas fyra spår, två i vardera riktningen.) Vid utvärdering av de här aktuella tvärprofilerna är det därför lämpligt att framför allt studera höger hjulspår i respektive körfält. Eftersom vägen är av typen trespårsväg betyder det att spårdjupsberäkningen blir något osäker då ändpunkten för profilen i vägmitt trafikeras och därmed trycks ned och ändrar läge.

(14)

Figur 6 Mätning på färdig väg. I förgrunden tvärprofilmätning med PRIMAL, i bakgrunden fallviktsmätning.

Tabell 5 Beräknade spårdjup för höger spår i båda körriktningarna Spårdjup (mm), höger spår enl. trådprincipen

Sträcka riktning sep-98 jun-99 jun-00 jun-01 1 1 2,7 4,7 6,3 6,6 2 1,1 2,8 3,9 4,2 2 1 1,8 3,3 4,2 4,6 2 1,4 1,4 1,6 1,9 3 1 2,0 4,0 4,8 5,4 2 1,8 1,7 3,2 3,3

Tabell 6 Spårdjupsförändring för höger spår i båda körriktningarna Spårdjupsförändring (mm), höger spår Sträcka riktning 98-99 98-00 98-01 1 1 2,0 3,6 3,9 2 1,7 2,8 3,1 Mv str. 1,9 3,2 3,5 2 1 1,5 2,4 2,8 2 0,0 0,2 0,5 Mv str. 0,8 1,3 1,7 3 1 2,0 2,8 3,4 2 -0,1 1,4 1,5 Mv str. 1,0 2,1 2,5

(15)

Redovisade spårdjup från mätningen i september 1998 är inte spår i egentlig mening orsakade av trafik, utan beskriver huvudsakligen en viss ”naturlig” ojämnhet hos den nylagda vägen. Spårbildningen har sedan vägen öppnades var måttlig med en ökning i spårdjup med någon millimeter per år. Eftersom hela profilen deformerats är det dock svårt att riktigt urskilja spåren. I figur 7-9 visas en representativ tvärprofil per sträcka mätt över hela vägbredden. Samtliga profiler (4 per sträcka) mätta över hela vägbredden redovisas i bilaga 4.

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Profillängd (mm) Pr o fil ( m m ) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

Figur 7 Tvärprofil för hela vägbredden i sektion 3 på sträcka 1.

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Pr o fil ( m m ) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

(16)

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Profillängd (mm) Pr o fil ( m m ) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

Figur 9 Tvärprofil för hela vägbredden i sektion 2 på sträcka 3.

Tvärprofilmätningen visar att det skett en deformation av tvärprofilen och då främst genom att vägmitt har tryckts ner och i flera fall bildat ett gemensamt vänsterspår för båda körriktningarna. I många fall syns det också ett tydligt högerspår och då främst i riktningen från Stenstorp (riktning 1). På sträcka 2 och 3 i riktning mot Stenstorp (riktning 2) går trafiken väldigt nära kanten p.g.a. att vägen ligger i kurva, vilket gör att spåret ligger väldigt nära profilens ändpunkt och är därför väldigt otydligt. Huvuddelen av deformationen skedde första två åren medan det senaste året endast skett mindre förändringar av vägprofilens utseende.

Även om vägen deformerats och profilen har förändrats kan man säga att spårdjupen efter 3 års trafik generellt är små och vägen upplevs inte som ojämn eller spårig.

3.3. Sättningar

För kontroll av eventuella sättningar i vägkroppen har det utförts höjdavvägning i fyra sektioner och totalt 12 mätpunkter per provsträcka. Höjderna har beräknats utifrån en fixdubb i fundamentet i bron över järnvägen, efter sträcka 3. Senaste höjdavvägningen utfördes i juni 2001. Resultatet jämfördes med tidigare utförda avvägningar. Resultatet från avvägningen 1998 har ett flertal brister och är väldigt osäker varför jämförelsen utgår från avvägningen som gjordes 1999. I figur 10–12 nedan redovisas höjdförändringen i varje mätpunkt på respektive provsträcka.

(17)

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 1:4 hö 1:4 VM 1:4 vä 1:3 hö 1:3 VM 1:3 vä 1:2 hö 1:2 VM 1:2 vä 1:1 hö 1:1 VM 1:1 vä Höjdför ä ndr ing (mm) _99-00 99-01

Figur 10 Höjdförändring 1999–2000 och 1999-2001 vid avvägning på

provsträcka 1. -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 2:4 hö 2:4 VM 2:4 vä 2:3 VM 2:3 vä 2:2 hö 2:2 VM 2:2 vä 2:1 hö 2:1 VM 2:1 vä Höjdför ä ndr ing (mm) _99-00 99-01

(18)

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 3:4 hö 3:4 VM 3: 4 vä 3:3 hö 3:3 VM 3:3 vä 3:2 hö 3:2 VM 3:2 vä 3:1 hö 3:1 VM 3:1 vä Höjdför ä ndr ing (mm) _99-00 99-01

Figur 12 Höjdförändring 1999-2000 och 1999-2001 vid avvägning på

provsträcka 3.

Analysen av höjdavvägningen visar att det har förekommit sättningar i vägen sedan 1999. De största sättningarna är på sträcka 2 där vägen sjunkit ca 20-30 mm mellan 1999 och 2001. I slutet av sträcka 1 och i början på sträcka 3 är sättningen ca 20 mm medan den i början på sträcka 1 och slutet av sträcka 3 endast är någon millimeter. Tendensen är tydlig att höjdförändringen är större i vägmitt än i vägkanterna. Det stämmer också med tvärprofilmätningen som visar att vägmitt sjunkit i förhållande till vägkanterna, som utgör ändpunkterna för profil-mätningen. I vilket lager som sättningarna skett i går inte att utläsa från höjdavvägningen.

3.4. Skadekartering

Vägytan kontrolleras genom okulär besiktning. Vid senaste mättillfället i juni 2001 utfördes en okulär besiktning av provsträckorna och några sprickor eller andra skador kunde då inte upptäckas.

4. Slutsatser

Huvudsyftet med provsträckorna är att värdera krossad betong tillverkad av järnvägsslipers ur ett vägtekniskt perspektiv ställt mot material av krossad kalksten respektive gnejs.

Utförda laboratorieförsök på den krossade betongen, vilka redovisats i byggrapporten VTI notat 5-1999 [1], visar att materialet har mekaniska egen-skaper som väl kan mäta sig med ett referensmaterial av krossad granit. Styvheten

(19)

(E-modulen) hos betongen är vid normala påkänningar högre än för detta referensmaterial och kulkvarnsvärdet på betongen är godkänt enligt kraven i VÄG 94. Detta innebär att gjorda undersökningar på laboratorium visar att den aktuella betongen är godkänd att användas som bär- och förstärkningslagermaterial. Några laboratorieförsök på aktuellt material av kalksten har ej utförts.

Utförda mätningar i fält med fallviktsapparat visar emellertid initialt (september –98) en lägre lagerstyvhet (E-modul) hos den krossade betongen än hos övriga provade material och då framförallt referenssträckan med kalksten (se tabell 1). Anledningen till det är med största säkerhet den stora mängd av vajerarmering som kommit med i den krossade betongen, trots försök till bortsortering både vid krossning och vid utläggning av materialet. Den rikliga förekomsten av vajerarmering framgår tydligt i figur 14 och 15. Bortsortering av armeringsjärn vid krossningen genom t.ex. magnetseparering hade varit önskvärd. Den kvarblivna vajerarmeringen medför svårigheter att packa materialet och orsakar en fjädring i lagret vid belastning, vilket medför en låg styvhet (E-modul).

(20)

Figur 14 Vajerarmering från krossade betongslipers.

Figur 15 Färdigpackad och justerad yta av krossade järnvägsslipers. Vajerarmering syns i ytan. Ytan något justerad med bergkross.

Vid de efterföljande mätningar 1999, 2000 och 2001 har styvheten på lagret med krossad betong ökat något för varje år, se figur 4. Som en följd av materialens efterpackning och konsolidering med tiden kan en viss höjning av styvheten förväntas. Det har troligen också skett en viss bindning i materialet som medfört att styvheten har ökat. Ökningen har dock inte varit så markant och kraftig som förväntats och som erfarenheter från tidigare försök, både svenska och utländska visat. I dessa försök har man kunnat påvisa en kraftig tillväxt av krossad betongs styvhet redan inom en period av tre månader från utläggning och packning. Denna styvhetstillväxt förklaras med att kalk frigörs vid krossningsproceduren som sedan i kombination med vatten utvecklar ett svagt kalkbruk som binder partiklarna till varandra. Det förefaller alltså som om en styvhetstillväxt i den krossade betongen

(21)

pågår, men att den går långsammare än normalt vilket troligen kan förklaras av den rikliga förekomsten av armering. En annan bidragande orsak kan vara det faktum att betongen låg krossad i upplag flera år före utläggning och packning, vilket kan medföra att bindningsprocessen går långsammare än i ”färsk” krossad betong. Eventuella framtida mätningar kan visa om betongens styvhet fortsätter att ökar ytterligare.

Sträcka 3 med gnejs och främst sträcka 1 med kalksten hade en kraftig styvhetsökning under det första året, men har sedan stabiliserats sig på en relativt konstant nivå.

Både tvärprofilmätningen med Primal och sättningsmätningen genom höjdavvägning visar tydligt att vägen har deformerats och sjunkit. Spårbildningen efter tre års trafik är generellt väldigt liten och det går inte att utläsa någon tydlig skillnad mellan sträckorna med avseende på spårbildning. Profilmätningen visar att vägmitt har tryckts ner (sjunkit) mer än vägkanterna p.g.a. att den smala vägen gör att trafiken i båda riktningarna går på eller nära vägmitt. Det bekräftas också av höjdavvägningen som visar att generellt har vägmitt sjunkit mer än vägkanterna. Även vägen i sin helhet har tydligt sjunkit, under perioden 1999 till 2001 med upp till 30 mm och då främst på sträcka 2. Vilket lager som deformerats kan inte utläsas ur höjdavvägningen, men då deformationen är störst på sträcka 2 är det troligt att den rikliga förekomsten av vajerarmering i förstärkningslagret gjort lagret något mer deformationsbenäget än förstärkningslagrena av kalksten och gnejs. Även den tunnare underbyggnaden på sträcka 2 kan inverka på sättningen/deformationen på sträckan.

Vid den senaste okulärbesiktningen (2001) av vägytan kunde inga sprickor eller andra skador upptäckas. Vägen upplevs inte som ojämn eller spårig utan får sägas vara i gott skick.

5 Fortsatt

uppföljning

Uppföljningen av provsträckorna var i första hand planerad att pågå under tre år, fram till och med år 2001. Därefter kan beslut att tas om en eventuell fortsättning av uppföljningen under ytterligare två år, vilket skulle betyda att uppföljningen utförs under vägobjektets hela garantitid på fem år.

De mätningar som är då är lämpliga att utföra är fallviktsmätning, tvärprofil- (spårdjups-) mätning, höjdavvägning samt skadekartering genom okulär besiktning. Dessa mätningar bör göras minst en gång per år under sommar-säsongen och nästa mätning skulle då planeras till sommaren 2002.

(22)

6. Litteratur

1. Ydrevik. K., Förstärkningslagermaterial av krossade betongslipers. Erfarenheter från provsträckor på väg 869 vid Stenstorp. Del 1:

Byggnadsrapport. VTI notat 5-1999. Väg- och transportforskningsinstitutet, Linköping.

Resultatrapport hösten 1999. VTI notat 45-1999. Väg- och transportforskningsinstitutet, Linköping.

Resultatrapport hösten 2000. VTI notat 65-2000. Väg- och transportforskningsinstitutet, Linköping.

4. Ydrevik. K., (1999) Återvägen. Råd och vägledning för återvinning av krossad betong som ballast i gator och vägar. VTI notat 67-1999, Väg- och transportforskningsinstitutet, Linköping.

5. Arm, M., (2000): Egenskaper hos alternativa ballastmaterial –speciellt slaggrus, krossad betong och hyttsten. Licentiatavhandling, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm.

6. Jansson, H., (1992) Regressionssamband för påkänning i

asfalt-beläggning ur deflektioner mätta med fallvikt. VTI Notat nr V190 1992, Väg- och transportforskningsinstitutet, Linköping.

7. VÄG 94. (1994): Allmän teknisk beskrivning för vägkonstruktioner. Vägverket, Borlänge.

8. Bearbetning av deflektionsmätdata, erhållna vid provbelastning av väg med FWD-apparat: metodbeskrivning 114:2000. Publikation 2000:27.

(23)

Bilaga 1 Sid 1 (2)

(24)

Bilaga 1 Sid 2 (2)

(25)

Bilaga 2 Sid 1 (1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Övergång Övergång

PRIMAL

Fallvikt

STENSTORP väg 869

100

K 6.0 - 6.80 m VM

mätningsplan för resp. provsträcka

Bilaga: 2.0 m fr VM St e n st o rp

(26)

(27)

Bilaga 3 Sid 1 (6)

Mätdata från fallviktsmätning 2001.

U tr u stn in g : F v 9 1 5 L ä n : P V ägnum m e r : 8 69 S pår läge ( H /M /V ) : h R ik tn in g ( F /B ) : f M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v str ä c k a : 0 1 M ä tp la ts : S te n s to rp R ik t m o t o rt : P ro je k tn u m m e r : O p e ra tö r : A S A v s t m punk te r : 10 L oad : 50 kN K om m ent ar : v äx lande Da te Crea ted : 19- 06-2001 S ens or Num ber : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di st anc e : 0. 0 20. 0 30. 0 45. 0 60 .0 90. 0 120 .0 (c m ) D ist anc e Im p Load D0 D200 D3 00 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B e l. t öj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µ m µ m µ m µ m µ m µ m µ m °C °C µ S 10C. µ S -- - -- - -- - -- - - -- - - -- -1 10 3 49, 8 382 280 21 9 156 1 17 71 47 16, 8 33, 2 239 215 120 3 50, 2 256 166 1 18 70 48 28 21 17, 0 31, 6 203 189 130 3 50, 3 283 194 14 0 84 56 32 25 16, 8 25, 0 214 198 140 3 50, 0 305 204 14 1 81 51 27 20 17, 5 34, 6 238 218 150 3 50, 0 258 175 12 6 74 47 26 20 17, 7 34, 4 202 187 160 3 49, 7 253 163 12 2 75 51 31 25 17, 9 34, 3 197 183 170 3 49, 7 309 195 13 8 77 48 27 20 17, 9 34, 8 245 225 180 3 49, 5 297 183 12 9 75 49 27 22 18, 2 34, 4 237 218 190 3 49, 9 264 189 13 8 80 54 29 20 18, 2 34, 0 198 183 T es ti ng Com m en t: bel .t e m p 5cm 25 gr ade r M edel 49, 9 290 194 14 1 86 58 33 24 17, 6 32, 9 219 202 M in 49, 5 253 163 1 18 70 47 26 20 197 183 M ax 50, 3 382 280 21 9 156 1 17 71 47 245 225 S td. av v. 0, 3 41 35 30 27 22 14 9 20 17

(28)

Bilaga 3 Sid 2 (6) Ut ru s tni ng : F v 915 L än : P V ägnu mm er : 8 6 9 S pår läge (H /M /V) : h R ik tni n g ( F /B ) : b M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v s tr ä c k a : 1 M ä tpl a ts : S te n s tor p R ik t m o t o rt : P rojek tnum m e r : O per at ö r : A S A v s t m pun kter : 10 L oad : 50 k N K o m m entar : v ä x lande Da te Cr eat ed : 19 -0 6-2 001 S ens or Numbe r : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di s ta n ce : 0.0 20. 0 30.0 45. 0 60 .0 90.0 1 20.0 ( c m ) Di s tan ce Im p L oad D0 D200 D30 0 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B el . töj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µm µ m µm µm µm µm µm °C °C µS 10C. µ S - - - -190 3 49, 5 285 18 0 1 35 82 53 27 18 22, 5 35, 7 220 201 180 3 49, 4 325 22 0 1 56 86 52 28 20 23 36, 5 249 224 170 3 49, 3 291 20 6 1 45 83 53 30 21 23, 5 38, 8 221 201 160 3 49, 5 303 20 0 1 41 79 50 28 22 23, 9 38, 8 237 214 150 3 49, 6 274 19 1 1 39 75 46 25 19 24, 2 38, 3 21 1 193 140 3 49, 8 277 18 9 1 37 77 49 27 20 24, 5 38, 4 213 195 130 3 49, 5 278 18 0 1 32 76 50 30 23 24, 4 36, 6 217 198 120 3 49, 4 275 18 6 1 31 73 46 25 19 24, 7 37, 7 216 198 1 10 3 49, 5 375 27 5 2 17 150 1 12 71 50 25, 3 36, 2 236 209 T e s ti ng Comm ent : bel .t e m p 5cm 29 gr ade r M edel 49, 5 298 20 3 1 48 87 57 32 24 24, 0 37, 4 224 204 M in 49, 3 274 18 0 1 31 73 46 25 18 21 1 193 M ax 49, 8 375 27 5 2 17 150 1 12 71 50 249 224 S td .av v. 0, 1 33 3 0 27 24 21 15 10 13 10

(29)

Bilaga 3 Sid 3 (6) Ut ru s tni ng : F v 915 L än : P V ägnu mm er : 8 6 9 S pår läge (H /M /V) : h R ik tni n g ( F /B ) : f M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v s tr ä c k a : 2 M ä tpl a ts : S te n s tor p R ik t m o t o rt : P rojek tnum m e r : O per at ö r : A S A v s t m pun kter : 10 L oad : 50 k N K o m m entar : v ä x lande Da te Cr eat ed : 19 -0 6-2 001 S ens or Numbe r : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di s ta n ce : 0.0 20. 0 30.0 45. 0 60 .0 90.0 1 20.0 ( c m ) Di s tan ce Im p L oad D0 D20 0 D30 0 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B el . töj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µm µ m µm µm µm µm µm °C °C µS 10C. µ S - - - -310 3 49, 6 226 14 2 1 01 66 52 40 33 17, 9 33, 8 181 169 320 3 49, 1 702 54 6 4 54 327 248 150 98 17, 7 33, 6 364 296 330 3 49, 7 276 17 5 1 25 71 51 34 26 18, 0 34, 3 218 201 340 3 49, 5 514 35 6 2 74 176 122 63 37 17, 9 34, 3 338 291 350 3 49, 4 21 1 14 1 1 08 72 53 33 30 17, 9 34, 7 162 152 360 3 49, 6 206 12 7 92 59 44 29 23 17, 7 34, 3 170 160 370 3 49, 7 274 19 1 1 42 92 58 32 24 17, 9 34, 5 203 188 380 3 49, 5 370 29 3 2 40 169 123 66 42 17, 9 34, 3 213 191 390 3 49, 8 273 21 0 1 70 101 61 32 26 18, 0 34, 4 186 172 M edel 49, 5 339 24 2 1 90 126 90 53 38 17, 9 34, 2 226 202 M in 49, 1 206 12 7 92 59 44 29 23 162 152 M ax 49, 8 702 54 6 4 54 327 248 150 98 364 296 S td .av v. 0, 2 167 13 7 1 1 7 87 67 39 23 74 54

(30)

Bilaga 3 Sid 4 (6) Ut ru s tni ng : F v 915 L än : P V ägnu mm er : 8 6 9 S pår läge (H /M /V) : h R ik tni n g ( F /B ) : b M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v s tr ä c k a : 2 M ä tpl a ts : S te n s tor p R ik t m o t o rt : P rojek tnum m e r : O per at ö r : A S A v s t m pun kter : 10 L oad : 50 k N K o m m entar : v ä x lande Da te Cr eat ed : 19 -0 6-2 001 S ens or Numbe r : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di s ta n ce : 0.0 20. 0 30.0 45. 0 60 .0 90.0 1 20.0 ( c m ) Di s tan ce Im p L oad D0 D200 D30 0 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B el . töj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µm µ m µm µm µm µm µm °C °C µS 10C. µ S - - - -390 3 49, 3 410 31 0 2 55 180 130 77 53 20, 7 34, 4 241 212 380 3 49, 6 188 1 16 91 64 52 39 33 20, 3 34, 8 149 140 370 3 49, 3 31 1 23 6 1 86 133 97 55 36 19, 2 34, 8 197 178 360 3 49, 7 176 12 5 95 64 49 34 28 21, 0 35, 3 136 129 350 3 49, 3 395 25 2 1 81 107 69 42 31 21, 3 35, 1 297 262 340 3 49, 5 303 22 6 1 79 125 97 60 40 21, 9 34, 7 193 175 330 3 49, 6 250 19 4 1 54 108 84 53 38 22, 1 34, 7 160 148 320 3 49, 5 332 20 6 1 51 92 65 41 32 22, 3 33, 8 252 227 310 3 49, 5 263 17 9 1 39 102 81 61 50 22, 1 33, 7 182 168 M edel 49, 5 292 20 5 1 59 108 80 51 38 21, 2 34, 6 201 182 M in 49, 3 176 1 16 91 64 49 34 28 136 129 M ax 49, 7 410 31 0 2 55 180 130 77 53 297 262 S td .av v. 0, 1 82 6 1 50 36 25 14 9 53 44

(31)

Bilaga 3 Sid 5 (6) Ut ru s tni ng : F v 915 L än : P V ägnu mm er : 8 6 9 S pår läge (H /M /V) : h R ik tni n g ( F /B ) : f M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v s tr ä c k a : 3 M ä tpl a ts : S te n s tor p R ik t m o t o rt : P rojek tnum m e r : O per at ö r : A S A v s t m pun kter : 10 L oad : 50 k N K o m m entar : v ä x lande Da te Cr eat ed : 19 -0 6-2 001 S ens or Numbe r : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di s ta n ce : 0.0 20. 0 30.0 45. 0 60 .0 90.0 1 20.0 ( c m ) Di s tan ce Im p L oad D0 D200 D30 0 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B el . töj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µm µ m µm µm µm µm µm °C °C µS 10C. µ S - - - -410 3 49, 2 327 23 5 1 71 98 59 29 19 17, 7 34, 3 240 218 420 3 49, 5 338 21 7 1 57 88 53 24 16 17, 7 34, 6 261 236 430 3 49, 5 362 22 2 1 59 91 54 22 12 17, 5 33, 8 283 255 440 3 49, 4 364 23 3 1 63 90 54 24 13 18, 1 34, 2 283 254 450 3 49, 1 378 24 5 1 70 90 53 23 1 1 18, 6 34, 2 294 263 460 3 49, 0 374 25 1 1 76 98 55 24 14 19, 5 35, 2 285 256 470 3 49, 4 341 22 8 1 57 85 50 22 13 20, 0 35, 3 266 240 480 3 49, 4 314 20 6 1 41 76 44 22 14 19, 6 35, 3 250 228 490 3 49, 3 300 19 4 1 33 74 47 24 16 19, 3 35, 5 239 219 M edel 49, 3 344 22 6 1 59 88 52 24 14 18, 7 34, 7 267 241 M in 49, 0 300 19 4 1 33 74 44 22 1 1 239 218 M ax 49, 5 378 25 1 1 76 98 59 29 19 294 263 S td .av v. 0, 2 27 1 8 14 8 4 2 2 21 17

(32)

Bilaga 3 Sid 6 (6) Ut ru s tni ng : F v 915 L än : P V ägnu mm er : 8 6 9 S pår läge (H /M /V) : h R ik tni n g ( F /B ) : b M ä tn in g n u m m e r : 0 5 P ro v s tr ä c k a : 3 M ä tpl a ts : S te n s tor p R ik t m o t o rt : P rojek tnum m e r : O per at ö r : A S A v s t m pun kter : 10 L oad : 50 k N K o m m entar : v ä x lande Da te Cr eat ed : 19 -0 6-2 001 S ens or Numbe r : 0 1 2 3 4 5 6 S ens or Di s ta n ce : 0.0 20. 0 30.0 45. 0 60 .0 90.0 1 20.0 ( c m ) Di s tan ce Im p L oad D0 D200 D30 0 D450 D600 D900 D1200 A ir P ave B el . töj n. B e l. t ö jn . m # # # k N µm µ m µm µm µm µm µm °C °C µS 10C. µ S - - - -490 3 48, 8 305 18 3 1 23 65 37 19 13 19, 8 34, 2 255 233 480 3 49, 1 319 21 3 1 48 81 51 25 15 19, 5 34, 3 248 226 470 3 49, 2 318 21 4 1 51 84 51 23 13 19, 3 34, 3 245 224 460 3 49, 0 307 20 6 1 46 82 50 21 13 19, 2 34, 1 238 217 450 3 49, 0 400 25 7 1 63 84 50 21 1 1 19, 1 34, 9 321 285 440 3 49, 3 341 21 4 1 55 84 48 20 1 1 20, 0 35, 4 268 242 430 3 48, 9 317 19 7 1 43 81 50 22 14 20, 5 34, 3 249 227 420 3 49, 3 329 20 4 1 42 83 54 27 18 20, 8 34, 7 260 236 410 3 49, 4 314 18 9 1 33 76 48 27 21 20, 9 34, 6 253 230 T e s ti ng Comm ent : bel .t e m p 5cm 26 gr ade r M edel 49, 1 328 20 9 1 45 80 49 23 14 19, 9 34, 5 260 236 M in 48, 8 305 18 3 1 23 65 37 19 1 1 238 217 M ax 49, 4 400 25 7 1 63 84 54 27 21 321 285 S td .av v. 0, 2 29 2 1 12 6 5 3 3 24 20

(33)

Bilaga 4 Sid 1 (6)

Tvärprofiler för hela vägbredden

Stenstorp, sträcka:1, sektion:1HEL

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Profillängd (mm) Pr ofil ( m m) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Pr ofil ( mm) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

(34)

Bilaga 4 Sid 2 (6)

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Profillängd (mm) Pr ofil ( mm) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

(35)

Bilaga 4 Sid 3 (6)

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Pr ofil ( mm) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

(36)

Bilaga 4 Sid 4 (6)

(37)

Bilaga 4 Sid 5 (6)

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Pr ofil ( mm) 1998-09-29 1999-06-07 2000-05-22 2001-06-19

(38)

Bilaga 4 Sid 6 (6)