Ytbehandlingsförsök på väg Y86

(1)

VT1 notat

Nr: 3-1995 Utgivningsår: 1995

Titel: Ytbehandlingsförsök på väg Y86

Författare: Per Centrell

Programområde: Vägteknik (Drift/underhåll) Projektnummer: 60251

Projektnamn: Ytbehandlingsförsök med förbehandlat stenmaterial Uppdragsgivare: Vägverket

Distribution: Fri

(2)

YTBEHANDLINGSFÖRSÖK PÃ VÄG Y86

av

Per Centrell, VTI

(3)

(4)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

SAMMANFATTNING

I

1. Inledning och bakgrund

.

1

2. Syfte

3

3. Beskrivning av provsträckorna

4

3.1 Läge och trafik ... .. 4

3.2 Provsträckor ... .. 4

3.3 Stenmaterial ... .. 6

3.4 Bindemedel ... .. 6

4. Laboratorieprovning

7

4.1 Vialit med stötande kula ... .. 7

4.2 Provplattor ... 9

4.3 Resultat av laboratorietest ... .. 10

4.4 Kommentar till resultaten ... .. 11

4.5 Förslag till kombinationer att pröva som fullskaleförsök ... .. 12

5. Utförande 13

6. Utrustning

14

7. De olika provsträckorna 16 7.1 Varmt stenmaterial ... .. 16

7.2 Stenmaterial behandlat med 0,8 vikt-% BE 65R ... ..20

7.3 Stenmaterial behandlat med 0,6 vikt-°/o B 180 ... ..23

7.3. Material och recept ... ..23

7.3. Sträckans läge... ..23

7.4 Konventionell ytbehandling (referensytor) ... ..26

7.5 Efterarbete ... .. 27

7.6 Laboratorieanalys av ingående material ... ..27

8. Diskussion 29

8.1 Om Iaboratoriemetoder ... ..29

8.2 Om försöksstráckorna ... ..30

9. Fortsatt arbete 31

Bilaga 1 Analys av stenmaterial 12-16 mm

2 Analys av sand 0-4 mm

3 Analys av bindemedel

(5)

(6)

Sammanfattning

En av de mest vanliga underhållsbeläggningar som används i Sverige är den så kallade enkla ytbehandlingen, YlB. Trots att beläggningen är mycket vanlig och att den använts under många år finns där fortfarande möjligheter att ytterligare utveckla beläggningen. Bland annat önskar man kunna styra vidhäftningsförloppet mellan sten och bindemedel på ett bättre sätt så att lösa stenar inte skall irritera och skada trañkanten eller dess fordon. En snabbare och säkrare styrning av vid-'häftningsförloppet skulle med all säkerhet också innebära att

ytbehandlings-säsongerna förlängs.

Under senare delen av sommaren 1994 genomfördes ett försök med YlB vars syfte var att se om man genom att förbehandla det ingående stenmaterialet kunde uppnå ett snabbare vidhäftningsförlopp mellan sten och bindemedel. Ytterligare ett syfte med försöket var att se om den provningsmetod som användes på

labora-toriet, innan utförandet av provsträckorna, var relevant med verkligheten.

Avslut-ningsvis gavs svar på huruvida det rent utförandetekniskt var möjligt att använda sig av ett förbehandlat stenmaterial.

Innan provsträckorna utfördes hade vidhäftningsförloppet mellan bitumen-emulsion och stenmaterial, förbehandlat på olika sätt, studerats på laboratoriet. Vid laboratorieundersökningen som utfördes med hjälp av Vialitutrustning med

stötande kula visade det sig att material förbehandlat med värme (ca 120 °C), bitumenemulsion (0,8 vikt-%) och B180 (0,6 vikt-%) hade bättre eller likvärdigt

resultat med försök gjorda på obehandlat stenmaterial.

I månadsskiftet augusti/september 1994 utfördes provsträckor på väg 86 i Y-län

med de ovan nämnda förbehandlingarna av stenmaterialet samt referenssträckor

med obehandlat stenmaterial. Resultaten av provsträckorna skilde sig från resulta-ten på laboratoriet.

(7)

H

Stenmaterialet vilket värmts upp motsvarade inte förväntningarna på ett snabbare vidhäftningsförlopp, snarare tvärtom. Med stenmaterial behandlat med B180 upp-stod smärre problem redan vid blandningen sten och 8180. Stenmaterialet blev där ojämnt förbehandlat. Detta i sin tur resulterade i vissa utförandetekniska problem eftersom delar av stenmaterialet klumpat ihop sig. Det blev därför, till en början, svårt att få ut stenmaterialet på vägen.

Bäst visade sig stenmaterialet behandlat med bitumenemulsion vara. Vidhäft-ningsförloppet var likvärdigt eller kanske något bättre än den konventionella ytbe-handlingen. En annan positiv effektman fick av förbehandlingen var att dammet från stenmaterialet kraftigt reducerats.

Ett eventuellt fortsatt arbete bör, efter detta försöks resultat, inrikta sig på en fortsatt studie med stenmaterial behandlat med bitumenemulsion. Man kan till exempel tänka sig att variera såväl mängd som typ av emulsion för att få en mer kemiskt aktiv reaktion. I samband med ett eventuellt fortsatt arbete bör även labo-ratoriemetoderna förbättras så att resultaten mellan laboratorium och verklighet

(8)

1. Inledning och bakgrund

I månadsskiftet augusti/september 1994 belades väg Y86 med ytbehandling med

varierande pågrus på en cirka 3 km lång sträcka mellan Järkvissle och Z-läns-gräns. Försöket initierades från början av Vägverket och kom att genomföras tillsammans med VTI. Planering, uppläggning, förprovning med mera har Vägverket och VTI gemensamt ansvarat för. Försöket finansieras av Vägverket. Väg Y86 hade året innan (1993) justerats med en MABT 12. Syftet med försöket var att se om man genom att förbehandla pågruset kunde få stenen att på ett snab-bare sätt nypa fast mot bindemedlet. Kunde man det skulle det kanske kunna innebära att säsongerna, främst uppe i norra Sverige, kunde förlängas. Som det är idag används ytbehandling i stort endast under tidsperioden början juni-mitten augusti i norra Sverige. En annan fördel med ett snabbare vidhäftningsförlopp är

att man därvidlag snabbare kan komma ut och sopa och på så sätt minimera

stenskottsrisken för trañkantema.

Intresset för ytbehandlingar har på sina håll varit ganska svalt. Mycket beror detta

på vissa misslyckanden, som i det stora hela dock måste anses som få gentemot

alla lyckade ytbehandlingar. En annan anledning till att ytbehandlingarna minskat i omfattning är att andra beläggningar blivit relativt sett billigare och att nya

tekniker utvecklats.

Det är viktigt att påpeka att de ytbehandlingar som lyckas, vilket är de allra flesta, ger trañkanten en mycket bra och slitstark beläggning. Väghållaren får i sin tur såväl ekonomiska som miljövänliga fördelar gentemot många andra tänkbara beläggningstyper.

De problem man hittills haft med ytbehandlingar, och som gjort att man ibland ställt sig tveksam till att använda tekniken, har varit blödningar och stensläpp. En annan faktor som gör att många tvekar att välja just ytbehandling är att den jäm-fört med andra beläggningar är väder- och klimatkänslig. Problematiken med

(9)

blödningar har man i stort sett kommit tillrätta med genom att använda sig av

bitumenemulsioner istället för bitumenlösningar. Vad man nu skall jobba vidare

med är att lösa problematiken med stensläpp samt att försöka förlänga säsongerna

något i

I föreliggande lägesrapport behandlas förprovning på laboratorium, utförande, materialkontroller samt första tidens uppföljning med förbehandlat stenmaterial vid ytbehandling.

Foto 1 En idag vanlig upplysning till trañkantema vid ytbehandlingsarbeten.

(10)

2. Syfte

Målsättningen med försöket var att se om det genom att förbehandla stenen, med värme eller bindemedel, kunde uppnås ett snabbare vidhäftningsförlopp mellan

sten och bindemedel.

Det fanns dock flera syften med provvägen. Ett var att bedöma relevansen av den provningsmetod som ingår i laboratoriedelen. Provvägsförsök ger också bra möjligheter till studier av utförandeteknik, vilket är viktigt vid ny teknik.

Sammanfattningsvis kommer försöket förhoppningsvis att ha ett stort allmänvärde för branschfolk eftersom ytbehandlingsförsök alltför sällan redovisats. Tidigare försök har för det mesta haft karaktären av så kallade buskförsök vilka ej nått ut

till branschen.

(11)

3. Beskrivning av provsträckorna

3.1 Läge och trafik

Provsträckorna är belägna på Väg 86 i Y-län, delen Järkvissle - Z-länsgräns, som ligger mellan Sundsvall och Bispgården. Ärsmedeldygnstrañken, ÅDT, är ca 850 fordon. På sträckan framförs relativt stor mängd tung trafik. När det gäller den tunga trafiken är det värt att notera att timmerbilarna går fullastade söderut

(riktning mot Järkvissle) och tomma i motsatt riktning. Till största delen går vägen

längs Indalsälven, provsträckorna däremot ligger endast till viss del längs älven, största delen av provområdet går genom ett skogsparti. Vägens bredd är ca

6,5 meter.

Vägen hade året innan (1993) justerats med en MABT 12. Eftersom vägen skulle

ytbehandlas enligt det ordinarie programmet ansågs den ur såväl geografisk som tidsmässig synpunkt passa för detta försök.

3.2 Provsträckor

Provvägen omfattar fem provsträckor med förbehandlat stenmaterial samt fem stycken referensytor. Tre av provsträckorna är belagda med sten förbehandlad med emulsion, en provsträcka är belagd med sten förbehandlad med B180 och den sista provsträckan är belagd med sten vilken blivit uppvärmd till ca 120 C Refe-renssträckoma består av en konventionell ytbehandling,det vill säga stenmateri-alet är ej förbehandlat. Sträckomas placering och sammansättning framgår av figur 1.

(12)

Figur 1.

VTI Notat 3-1995

Bispgården

TT

Referens

Förbehandlad sten Referens MiB-A I I I I I I I I I I I I I I I I I I Förbehandlad sten med B 180 Referens Referens med BE 65 R ed BE 65 R Varmt Referens stenmaterial I I I I I I I I I l I I I I I | I I I I I

Förbehandlad sten : Förbehandlad sten I I I | I I I I I I I I I I I I I I

U

Järkvissle

Skiss över provsträckornas läge.

2/640 2/112 1/879 1/624 1/144 0/598 O/OOO

(13)

3.3 Stenmaterial

Stenmaterialet som användes vid samtliga sträckor var tvättad kvartsit från Klövsjö. Komstorleksfördelning på stenmaterialet redovisas i bilaga 1. Samtliga sträckor avsandades med 0-4 mm. Kornstorleksfördelning på sanden redovisas i bilaga 2.

3.4 Bindemedel

Bindemedlet som användes utgjordes av bitumenemulsion, typ BE 65R, som

leve-rerades av Nynäs Bitumen, Härnösand. Standardundersökning av bindemedlet gjordes på VTI. Resultat av undersökningen redovisas i bilaga 3 och kommenteras i kapitel 7.4.

(14)

4. Laboratorieprovning

När det gäller problematiken med vidhäftning mellan sten och bindemedel vid ytbehandlingar finns det i dagsläget ingen generell metod att pröva detta på. Att skapa någon ny metod som skulle kunna beskriva olika kombinationers inbördes

förmåga med avseende på vidhäftning ansågs inte aktuellt. En metod som tidigare

testats var försök enligt Vialit med stötande kula. Metoden hade dock aldrig använts i syfte att undersöka vidhäftningen mellan emulsion och stenmaterial. Eftersom metoden i sig är enkel och eftersom laboratorieutrustningen redan fanns på VTI, bestämdes att vidhäftningen mellan förbehandlad sten och bitumen-emulsion skulle prövas enligt Vialit med stötande kula.

4.1 Vialit med stötande kula

Metoden anses ha franskt ursprung men har modifierats bland annat i Kanada, Australien och Nya Zeeland. I korthet kan försöket beskrivas enligt följande: Bindemedlet fördelas jämnt Över en stålplatta 200x200 mm varefter 100 st stenar av bestämd storlek appliceras på bindemedlet. Därefter vänds plattan upp och ned och hängs upp i tre punkter. En stålkula med vikten 500 gram får falla tre gånger från en halv meters höjd. Antalet stenar som sitter kvar registreras och används som ett mått på kohesion. Medelvärdet av tre mätningar redovisas.

(15)

Vialit utrustning Figur 2

(16)

4.2 Provplattor

Eftersom ingen visste hur vidhäftningen mellan BE 65R och förbehandlad sten skulle komma att bli vid försöket prövades på laboratoriet ett antal olika kombi-nationer. Tre huvudinriktningar på hur stenen skulle förbehandlas fanns dock. De tre huvudinriktningarna var:

0 varm sten 0 ångvärmd sten 0 prebituminiserad sten

Till vilken temperatur skulle stenmaterialet värmas och hur mycket bindemedel skulle tillsättas vid prebituminiseringen var frågor som förhoppningsvis prov-ningen skulle ge svar på. Genom diskussion mellan VTI och Vägverket, samt genom att studera vad som gjorts i omvärlden enades man om att testa följande

varianter:

Varm sten

1. varm kvartsit 110 0C

2. ångvarm kvartsit 50 0C Prebituminiserad sten

3. kvartsit kallblandad med 0.6, 0.8 och 1.0 vikt-% BE 65R (50 0C)

4. kvartsit varmblandad, 110 0C, med 0.6, 0.8 och 1.0 vikt-% B 180 i kallt till-stånd

5. kvartsit varmblandad, 110 0C, med 0.6, 0.8 och 1.0 vikt-% B 180 (110-130 0C) 6. kvartsit ångvarm, 50 0C, med 0.6, 0.8 och 1.0 vikt-% BE 65R (50 0C)

7. kvartsit ångvarm, 50 0C, med 0.6, 0.8 och 1.0 vikt-% B 180 (110-130 OC)

Obehandlad sten 8 kall kvartsit

(17)

10

Vissa av de ovan uppräknade fallen visade sig vara svåra att genomföra på labora-toriet. Det gällde främst stenmaterialet vilket skulle ångvärmas. Eftersom det inte fanns tillgång till något ångvärmeskåp på laboratoriet lät man en burk med sten-material och lite vatten stå med lock på i värmeskåp varvid stensten-materialet blev

både fuktigt och varmt. Problemet var att materialet ofta blev ojämnt fuktigt.

Störst problem vållade kombinationen ångvarm sten blandad med varm B 180.

Bindemedlet bildade en klump och fördelade sig inte alls på de fuktiga stenarna. För att lyckas med detta krävs helt enkelt ett mjukare bindemedel.

Vidare var det problem med de fall där prebituminiseringen bestod av 1,0 vikt-% bindemedel. Detta visade sig vara för mycket, stenarna blev helt enkelt för klibbiga och svårarbetade.

Av de från början totalt planerade 18 stycken olika försöksplattoma tillverkades därför endast 15 stycken.

4.3 Resultat av laboratorietest

För varje kombination tillverkades tre stycken plattor vilka prövades enligt Vialit-metoden. Medelvärdet av stensläppet på dessa tre plattor beräknades. I diagram 1 kan skillnaden kombinationerna emellan studeras. Reperterbarheten var god i samtliga fall utom i kombination 2. Där är medelvärdet beräknat på endast två testade plattor.

(18)

11 100 90 80 Referensplatta

/

70

WW

W

60

WW

"

W

50 l 1 40-

St en sl äp p (a nt al ) 30-20* 10*

WW

I

WW

W

.

I

WW

W

.

I

WW

W

I

.

WW

W

I

-WW

WW

W

.

I

-WW

WW

W

I

-WW

WW

W

.

I

-.

.

I

mH

WW

*U

WW

I

W

WW

W

I

0) -L 00 N o: to 35 -L .45 m 01 -L en ro o: -L ou m Kombination

Diagram 1. Resultat av stötprov med fallande kula enligt Vialit på

förbe-handlad sten utlagd på ett skikt BE 65R.

4.4 Kommentar till resultaten

Om man utgår från det obehandlade stenmaterialet (kombination 8) ser man att fyra kombinationer uppvisar något ett bättre resultat (kombination 1, 2, 3:2 och 3:3), att fyra kombinationer uppvisar ett något sämre resultat (kombination 3:1, 4:1, 4:2 och 5:1), och att tre kombinationer uppvisar ett mycket sämre resultat

(kombination 5:2, 6:1 och 6:2).

Slutsatser som kunde dras av det framkomna resultatet var att uppvärmt sten-material i någon form verkar påverka vidhäftningen mot bindemedlet i positiv riktning. Vidare verkar kallblandat stenmaterial blandat med BE 65R ha en positiv effekt på vidhäftningen.

Varmt stenmaterial som blandas med B 180 i kallt respektive varmt tillstånd visade en tendens att påverka vidhäftningen i negativ riktning.

(19)

12

Om kvartsiten ångvärms och därefter blandas med BE 65R verkar vidhäftningen klart försämras. Detta kunde dock till vis del förklaras av sättet att ångvärma

stenen.

4.5 Förslag till kombinationer att pröva som

fullskale-försök

En av anledningarna till att först pröva sig fram i laboratoriemiljö var att se om det

fanns några kombinationer som direkt kunde strykas och inte prövas vid

fullskale-försöket. Av de testade kombinationerna var det två kombinationer som direkt ansågs kunna strykas, dessa var kombination 6 och 7. Kombination 5 var också tveksam men ansågs ändå vara intressant att pröva i fullskalemiljö.

Resultaten på laboratorium innebar sålunda att följande kombinationer förordades att testas i ett fullskaleförsök:

1. Uppvärmt stenmaterial (110-120 °C)

Ångvarm kvartsit

Kallt stenmaterial blandat med 0,8 vikt-% BE 65R

Varmt stenmaterial blandat med 0,8 vikt-% B 180 i kallt tillstånd

. U ' P P J N

Varmt stenmaterial blandat med 0,6 vikt-% B 180 i varmt tillstånd

Förutom dessa sträckor skulle dessutom referenssträckor i form av normal YlB

(20)

13

5. Utförande

I vecka 35, månadsskiftet augusti/september 1994, utfördes provsträckorna.

Entreprenör var Vägverket Region Mitt som under hela veckan gjorde ett mycket bra arbete. Vädret var under hela veckan mycket bra, klart och soligt och knappt någon vind att tala om. En eftermiddag, vid utläggning av konventionell ytbe-handling, kom det en kort regnskur. Arbetet avbröts en kort stund men kunde relativt snart återupptas.

(21)

14

6. Utrustning

Vid utförandet av provsträckorna användes ordinarie ytbehandlingsutrustning. Denna bestod av Spridarbil HHlOlT Telespray 500 , en självgående pågrus-spridare från Savalco samt två stycken vältar CA 15 med gummiklädd vals. I

beredskap fanns även en sandbil samt en bil utrustad med sopningsutrustning.

Foto 2 Spridarbil som användes vid försöket

(22)

Foto 3 _{Pågrusspridare som användes vid försöket}

Foto 4 _{Vält som användes vid försöket.}

(23)

16

7. De olika provsträckorna

7.1 Varmt stenmaterial

7.1.1 Material och recept

Sträckan med varmt stenmaterial var den sträcka med vilken hela provområdet inleddes. Det varma stenmaterialet kom från asfaltverket i Lugnvik, ca 15 mil från provplatsen, och höll där temperaturen 110 °C. Under transporten till provområdet

avgick knappt någon värme alls. När materialet lastades på bilarna förekom

om-fattande damning, detta trots att stenmaterialet var tvättat innan. Man spred cirka

17-18 l/mz. Bindemedlet, BE 65R, spreds med en giva av 2,7 kg/mz.

Sanden med vilken ytan avsandades hade fraktionen 0-4 mm.

7.1.2 Sträckans läge

På grund av omständigheter vilka beskrivs nedan belades endast ena körfältet, i riktning mot Bispgården, med varmt stenmaterial. Sträckan låg i skärning men ändå med rätt Öppen natur kring sig . Hela sträckan låg i ett svagt uppförslut.

Foto 5 Provsträcka med varmt stenmaterial. Läge och omgivande natur.

(24)

17

7.1.3 Utförande

Vid utförandet av denna första sträcka var vädret halvklart och lufttemperaturen var ca 12 °C. Yttemperaturen var ca 18 °C. När det varma materialet omlastades från bil till pågrusspridare uppstod den negativa dammeffekten ytterligare en gång. Vidare var det betydligt varmare kring arbetsplatsen än vid utförandet av en konventionell ytbehandling.

Bindemedelsspridaren låg ca 20 meter före pågrusspridaren. Ganska omgående efter pågrusspridaren sattes vältinsatser in, två stycken vältar med gummiklädda valsar. På grund av sämre vidhäftning än väntat mellan sten och bindemedel sandades ytan av efter drygt en timme. Relativt stor sandinsats gjordes.

7.1.4 Resultat

Den effekt man ville uppnå med det varma stenmaterialet var en snabbare vid-häftning mellan sten och bindemedel. På laboratoriet hade denna effekt kunnat skönjas, men i verkligheten blev fallet ett annat. Så fort stenmaterialet kommit ut på vägen sjönk materialets temperatur, vilket inte var märkligt. Vad som däremot måste sägas märkligt är att istället för att få ett snabbare vidhäftningsförlopp erhölls det direkt motsatta. Stenen plockades till att börja med upp av pågrusspri-daren varvid svarta spår uppkom, när sedan vältningen vidtog började även välten att plocka upp sten.

(25)

18

Foto 6. Det varma stenmaterialet släppte och gav upphov till svarta spår.

7.1.5 Kommentar

Vad var det egentligen som hände? Varför erhölls inte den positi

va effekt som

man kunnat iakttaga på laboratoriet? Efter att ha genomfört försöket och sett

resul-tatet är frågan lätt att besvara. Emulsionstekniken är anpassad för att

genomföras i

kallt tillstånd.

Ytterligare en förklaring till vad som hände kan vara att när varm

t stenmaterial

sprids på emulsionen sker brytprocessen väldigt lokalt kring stenm

aterialet medan

övervägande part av brytprocessen försenas. Förhoppningen var at

t värmen skulle

medföra ett snabbt brytningsförlopp, inte bara kring stenmaterialet,

utan överallt.

En annan förklaring kan vara att det på grund av värmen bildad

es ett

emulsions-skinn på ytan som var så starkt att vatteninnehållet i emulsionen

inte kunde avges

varvid brytförloppet förhindrades.

(26)

19

Kan temperaturen på stenmaterialet ha spelat roll? Ja helt klart är att det var den höga värmen på stenen som förorsakade problemet, men problemet hade med största säkerhet uppkommit även om temperaturen sänkts något. Efter att först ha sett problemen med torr varm sten och sedan diskuterat möjliga orsaker till varför_ det gick som det gick beslöts att ställa in försöket med ångvarm sten. Idén var densamma, ett varmt stenmaterial, även om tekniken med ångvarm sten skilde sig något

Foto 7 Provyta med varmt stenmaterial efter avsopning.

Den yta som till slut erhölls kan i stort sett liknas vid ytbehandlingstypen racked-in eftersom sandracked-insatsen blev så stor. Så även om den ursprungliga försöksiden med varmt stenmaterial inte riktigt blev vad man tänkt sig erhölls i stället en annan intressant yta att följa upp.

(27)

20

7.2 Stenmaterial behandlat med 0,8 vikt-% BE 65R

7.2.1 Material och recept

Stenmaterialet skulle i kallverket vid Åsele förbehandlas med 0,8 vikt-% BE 65R. Att det blev just 0,8 vikt-% härrörde sig från resultaten av laboratorietesterna.

Stenmaterialet fick på grund av behandlingen en något gråaktig yta. Stenmateri-alet låg en dag i upplag innan det användes. MateriStenmateri-alet var något fuktigt vid ut-förandet. Man lade ca 18-19 l/mz. Eftersom stenmaterialet redan hade lite binde-medel på sig beslöt man att gå ned till 2,6 kg/m2 i utlagd mängd bindebinde-medel som även i det här fallet var av typen BE 65R.

7.2.2 Sträckans läge

Såväl norr- som södergående körfält belades med denna typ av stenmaterial på en sträcka som var ca 550 meter. Sträckan var rak och gick igenom ett skogsparti vilket medförde att solen hade svårt att värma upp ytan. Vägen lutade svagt uppåt i riktning mot Bispgården.

Foto 8 Provsträcka där stenmaterial är behandlat med BE 65R. Läge och

omgivande natur. Lägg märke till den tunga trafiken.

(28)

21

Ytterligare en försökssträcka lades litet längre norrut i det södergående körfältet. Denna sträcka låg i en svag vänstersväng med svag nedåtlutning.

7.2.3 Utförande

Stenmaterialet lastades från upplag till lastbil vidare till pågrusspridaren utan några som helst problem. En positiv effektjämfört med det varma stenmaterialet var att det ej förekom några som helst dammpartiklar.

När utförandet startade var temperaturen 9 °C i luften och 8 °C på vägytan, under

arbetets gång steg temperaturen till 17 °C i luften och 19 °C på ytan. Under hela

utförandet var det klart till halvklart.

Arbetet utfördes i princip likt ett normalt ytbehandlingsjobb. Till skillnad mot försöket med varmt stenmaterial användes här bara en vält vilken började välta ca 15 minuter efter att pågruset spridits. För säkerhets skull avsandades ytan med en liten mängd 0-4 mm sand. Ytan såg dock så bra ut efter utläggning och vältning att avsandningen kanske kunde ha slopats helt.

7.2.4 Resultat

Liksom i det tidigare beskrivna försöket var syftet här att skapa förutsättningar för ett snabbare vidhäftningsförlopp mellan sten och bindemedel. På laboratoriet hade vidhäftningen visat sig något bättre jämfört med en konventionell ytbehandling. Samma resultat erhölls i verkligheten, någon dramatisk förbättring kunde inte direkt märkas vid utförandet, men ytan verkade efter en tid ha nypit fast något bättre. Väldigt få lösa stenar kunde iakttagas, frågan var om vi verkligen hade behövtsopa.

Dagen efter utförandet när ytorna trañkerades märktes ingen större skillnad mellan ytorna utförda med emulsionsbehandlad sten och obehandlad sten, däremot var det väldigt mycket lös sten som slog mot hjulhusen vid trañkering av

prov-sträckan med varmt stenmaterial.

(29)

22

Foto 9 Provyta med stenmaterial behandlat med BE 65R.

7.2.5 Kommentar

Hur skulle resultatet sett ut om man Ökat mängden BE 65R vid förbehandlingen? Helt klart är att en något större mängd bindemedel inte skulle innebära några problem, men frågan är vad som är ontimalt.

Det skall dock poängteras att förbehandling med BE 65R gav ett gynnsamt vid-häftningsförlopp, vidare kan det konstateras att stenmaterialet inte dammar varken vid utförandetillfället eller därefter. Detta måste anses som mycket positivt för arbets- och närmiljön.

(30)

23

7.3 Stenmaterial behandlat med 0,6 vikt-% B 180

7.3.1 Material och recept

Stenmaterialet skulle vid asfaltverket i Lugnvik förbehandlas med 0,6 vikt-% B 180. Från början var det meningen att detta material skulle spridas varmt på vägen, men när stenmaterialet kom fram till väg 86 kunde ganska snabbt

konstate-ras att detta knappast skulle gå. På grund av klibbigheten lades det på upplag för

att bland annat kyla ned det och göra ett nytt försök dagen därpå i kallt tillstånd. Att det blev just B 180 som stenen förbehandlades med härrör sig från laboratorie-försöket. Så här i efterhand skulle man kanske ha prövat ett hårdare bindemedel. Man hade vid förbehandlingen på asfaltverket haft det svårt att dosera rätt mängd, detta torde visserligen inte vara något problem att justera för framtida bruk. Man kunde konstatera detta genom att titta på stenmaterialet, vilket var relativt ojämnt behandlat. På grund av dessa doseringsproblem kunde asfaltverket endast erbjuda ett lass (ca 9 m3) med någorlunda bra förbehandlad sten.

Bindemedlet, BE 65R, spreds med en giva av 2,6 kg/mz. Man reducerade alltså

den normala doseringen med 0,1 kg/mz, på grund av att stenmaterialet var

för-behandlat.

Sanden med vilken ytan avsandades hade fraktionen 0-4 mm.

7.3.2 Sträckans läge

Eftersom endast ett lass förbehandlad sten kom till väg 86 kunde endast ett körfält ( i riktning mot Bispgården) på ca 200 meter ytbehandlas. Sträckan låg till ena hälften i skärning och till andra hälften i bank. Sträckan var vidare rak i såväl horisontal- som vertikalplanet.

(31)

Foto 10 Provsträcka där stenmaterialet är förbehandlat med B 180.

Läge och omgivande natur.

7.3.3 Utförande

När sträckan skulle läggas var lufttemperaturen vid starttillfället ca 8°C och

yttemperaturen ca 15°C. Materialet hade efter ett dygns upplagring ochnedkylning

en temperatur kring 14°C. Vädret var soligt och klart.

Enskilda stenar kändes ej klibbiga, men många stenar hade vid avsvalningen

klumpat ihop sig och bröt man isär dessa klumpar kunde en viss klibbighet uppstå.

Att stora delar av stenmaterialet hade klumpat ihop sig medförde problem vid

själva utläggningen. Klumparna satte igen flertalet av pågrusspridarens

utlägg-ningsñckor varvid ojämn spridning uppstod. För att förhindra detta fick

pågrus-spridarens vibrator sättas igång. Materialet delade då på sig och jämnare spridning

erhölls. Ca 20 minuter efter pågrusspridning vältades ytan. Vältning av ytan

med-förde inga stora problem.

Eftersom stenmaterialet fläckvis var behandlat med mer B 180 än vad som var

meningen på vissa håll samtidigt som det var en solig dag togs inga risker utan

(32)

25

ytan avsandades ganska omgående, och kraftigt, efter utförandet för att förhindra

ng.

X

eventuell blödni

R;

Foto 11 Provyta med stenmaterial behandlat med B 180 efter avsopning.

7.3.4 Resultat

Någon synbar effekt att vidhäftningsförloppet skulle bli bättre kunde inte ses. Däremot kunde en hel del problem med metoden i verkligheten skönjas. Först var det problem vid asfaltverket att få en jämn spridning av bituminet på stenarna, därefter uppstod problem med stora klumpar av stenar, dessa klumpar medförde sedan problem vid själva utförandet. Andra negativa aspekter är att blödnings-risken ökar eftersom man skapat ett bindemedelsöverskott på stenens ovansida, vidare har den ljusa beläggningsyta som ytbehandlingen förknippas med ersatts av en svart yta vilket ger sämre visuell ledning för trafikanterna.

På grund av den bindemedelshinna som fanns på stenarna hade de svårare att orientera sig än vid en konventionell ytbehandling. Troligen var detta ett problem som till stor del berodde på den ojämna fördelningen av B 180 på stenarna. Att stenarna inte orienterar sig på ett bra sätt från början kan ha den effekten att

sten-VTI Notat 3- 1995

(33)

26

materialet kanske klarar yttre påfrestningarna till en början, men att det efter ett

tag ej orkar hålla emot påkänningarna från trafiken varvid stensläpp uppstår.

7.4 Konventionell ytbehandling (referensytor)

7.4.1 Material och recept

Vid utförandet av den konventionella ytbehandlingen användes obehandlad Klövsjö-kvartsit, 12-16 mm. Stenmaterialet var vid utförandet fuktigt. Man lade

ca 18 l/mz.

Som bindemedel användes BE 65R från Nynäs. Mängden bindemedel som spreds

var 2,7 kg/mz.

7.4.2 Sträckornas läge

Eftersom den ursprungliga försöksplanen reducerats, på grund av orsaker som redovisats tidigare, blev placeringen av referensytor annorlunda och fler, än vad som var tänkt från början. Referensytorna placerades i början, i slutet samt i mitten av provområdet. Referensytorna i början och slutet av området ligger på det norrgående körfältet (riktning Bispgården) referensytan i mitten av området täcker däremot båda körfälten. Det område vilket varit avsett att användas som provområde men som nu blev över belades också med konventionell ytbehand-ling.

7.4.3 Utförande

Referensytorna lades vid olika tillfällen, vid två tillfällen var vädret mycket bra, vid det tredje tillfället kom en kort regnskur i anslutning till jobbet vilket gjorde

(34)

27

Även dessa ytor avsandades, i direkt anslutning till utförandet, med 0-4 mm sand.

7.4.4 Resultat

Resultatet av denna konventionella ytbehandlingen blev bra. Ett enda problem hade man och det var skarven på mittreferensen. Man kunde befara problem med

ytbehandlingen beroende på den sena tiden för utförandet, men av detta märktes

inget. Det märktes på snabbheten och kunnandet att ytbehandlingspatrullen var väl

intrimmad vilket borgade för ett gott slutresultat.

7.5 Efterarbete

Efterarbetet vid ytbehandlingar består i att sopa bort överskottsmaterial. Delsträckoma sopades kontinuerligt i takt med att arbetet skred framåt, oftast dagen efter utförandet. På fredagen, 1-3 dagar efter utförandet, sopades för första gången hela provområdet av. Därefter sopades provområdet vid ytterligare två

tillfällen.

Några problem med löst stenmaterial har i efterhand ej iakttagits.

7.6 Laboratorieanalys av ingående material

Vid VTIs laboratorium undersöktes såväl ingående stenmaterial som bindemedel. Analysen av stenmaterialet visade att trots att den obehandlade kvartsiten var tvättad förekom en hel del smuts på stenmaterialet. Det visade sig också att den mängd med vilken stenmaterialet skulle förbehandlas var högre än vad receptet föreslog. Se tabell 1.

(35)

28

Tabell 1 Bindemedelsmängd på stenmaterialet.

Stenmaterial behandlat Recept (vikt-%) Kontroll på

med... VTIs lab. (vikt-%)

B 180 0,6 2,5

BE 65R 0,8 1,5

Vid undersökningarna framkom att viskositeten på det bindemedel, BE 65R, som användes var något låg. Övriga parametrar låg inom de normer som finns angivna. Se bilaga 3.

Vid en undersökning på bindemedel från samma ställe två veckor tidigare låg

viskositeten något högt. Det verkar därför som om man försökt att ändra på

bindemedlets viskositet och att ändringen blivit något för kraftig.

Den låga viskositeten på bindemedlet kan vara en orsak till den något oväntat långa tid det tog bindemedlet att bryta mot stenen.

(36)

29

8. Diskussion

Det är egentligen för tidigt att dra några mer långtgående slutsatser av försöket

men man kan slå fast att resultaten hittills är varierande.

8.1 Om Iaboratoriemetoder

På laboratoriet undersöktes vidhäftningsförmågan mellan sten och bindemedel

med hjälp av fallande kula enligt Vialit. Metoden är enkel och ger ett snabbt och

tydligt svar, däremot bör nog metoden utvecklas ytterligare för att användas för emulsioner. De resultat som erhölls vid laboratorietestet var att stenmaterialet vilket hade förbehandlats med värme eller med BE 65R hade en positiv inverkan på vidhäftningsförmågan jämfört med en obehandlad sten. I verkligheten visade sig dock den värmebehandlade stenen ställa till mer problem än vad som kunnat upptäckas vid laboratorietestet. Problemen som uppstod i verkligheten var problem som aldrig uppstod på laboratoriet till stor del beroende på att man där jobbat i så liten skala. När det gäller ytbehandlingar är ett problemet att metoden i

verkligheten är så känslig för olika yttre faktorer (klimat, trafik, material,

under-lag, vältning etc) som kan komma att påverka det slutgiltiga resultatet. Alla dessa faktorer skalas bort vid försök på laboratoriet, där finns inga yttre faktorer som påverkar materialet. Troligen var det detta som slog igenom när man utförde prov med uppvärmt stenmaterial. De olika typerna av kombinationer av förbehandlad sten kan synas vara få men försöken tar tid och tid är som bekant pengar. Årets försök får ses som initiala och som en grund för fortsatt satsning inom ytbehand-lingsområdet.

(37)

30

8.2 Om försökssträckorna'

Syftet med sträckorna var att se om ett förbehandlat stenmaterial hade någon positiv inverkan på vidhäftningen mellan sten och bindemedel. Tidigare har sträcka för sträcka presenterats och det har där konstaterats att vissa skillnader, om än små, föreligger sträckorna emellan. Bäst av de sträckor som lades uppfattades den med stenmaterial behandlat med BE 65R. Stenen hade där orienterat sig mycket bra och rent intuitivt kändes det som om vidhäftningen mellan sten och bindemedel var bättre där än på den konventionellt utförda sträckan. Vad man kan diskutera vidare är mängden och typen av emulsion som stenen förbehandlas med. Kanske skulle man kunnat öka doseringen ytterligare för att på så sätt få en snab-bare initialvidhäftning och vidare skulle man genom att välja rätt typ av

emulsion få en mer kemiskt aktiv reaktion.

Hittills har man varit inriktad på vidhäftningen mellan sten och bindemedel direkt vid utläggning, men hur god är vidhäftningen sett över en längre tid? Vilken inverkan har vinter och vinterväghållning på de olika sträckorna? Det kanske visar sig att en av ytorna klarar vinterns påfrestningar bättre än övriga, man vet helt enkelt inte detta i dagsläget. Ytorna som lades kommer att hållas under observa-tion under några säsonger för att se om något händer med tiden.

(38)

31

9. Fortsatt arbete

Arbetet som utfördes i sommar får inte anses som bortkastat bara för att resultaten inte blev så godartade som man hade hoppats på. Av resultaten har man lärt sig att en hel del som på laboratoriet inte var några problem visade sig vara det i verklig-heten. Årets arbete har dock givit oss två ganska klara svar:

0 värmetillförsel är inget som förbättrar ytbehandlingsarbeten vilka utförs med

emulsioner

0 förbehandlat stenmaterial med ren bitumen skapar problem vid utförandet. Positivt var det att se att förbehandlad sten med BE 65R gav ett så pass bra resul-tat samtidigt som man där kunde märka klar förbättring på omgivande miljö i och med dammreduceringen.

Att förbehandlad sten, med värme eller prebituminiserad, skulle ha någon av-görande effekt på vidhäftningsförloppet verkar det svårt att tro på efter årets försök. Det kändes som om prebituminiserad sten med BE 65R var ett försök i rätt riktning. Det skulle därför vara intressant att göra ytterligare försök med detta. Man kan till exempel tänka sig olika doseringar på det förbehandlade stenmateri-alet eller också göra försök med olika sorters emulsion.

Ytterligare en faktor som bör studeras är hur stor vältinsats varje arbete kräver. I t ex Kanada och Storbritannien är användandet av 3-5 vältar vanligt vid ytbehand-lingsarbeten. I Sverige däremot används för det mesta endast en vält vid utföran-detillfället, därefter får trafiken göra slutpackningen. Men egentligen är inte arbe-tet slutfört när ytbehandlingspatrullen lämnar arbetsområdet. Väghållaren bör kunna ställa kravet att ytbehandlingen skall vara i det närmaste helt klar innan trafiken släpps på.

(39)

Förteckning över bilagor

Bilaga 1: Analys av stenmaterial 12-16 mm.

Bilaga 2: Analys av sand0-4 mm.

(40)

» ] Io rm ul ar » N r S u, :0 0 , 0 0 0 6 -6 4 » .ut an

Pa

's

se

ro

nd

e

mön

qd

,

vi

ki

pr

oc

en

f

U

o

Prov:

U.5. 5+ondord Sikfor I:)

nr:

290 IOOÖO

_{1 L}

50 40 50 20 |6

₁

_L

₁

IO

Bilaga 1 Protokoll: O Håldiomefer för så , mm

:5

7 IIO

IS 210 31040 608C

#1 JJLJ JJ |00

90

__ "p '-r- I * I *-b'- TT c ITT _ L b F F :-__ h. h_ - -'- ,. I. b i-i- - h-: E b I- _ p F F h b _ _ h h h h . r 7_ _ .-p h p : P - F F > L_ p. F F '- F' F F ' * i h 5 p p F h h _ p h i h h » _ b _ L . -- ' b i' F b _ h p b '-D- F h h h '- t i_ _ h p h _ F h-_- i- 1-b m I P ' + b p b _- - :-F _ p . i' ' p _ h h h ' h P P b F b i p b _ _ h h b _ D i. D

/

P

I

11 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 7 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 F i r p |n 4 1 u1 p r u q ua n 1 r n ' H n 1 1r n |n vr 1 n vp r n wuva n n l q r n u H 1 1 p h |H 1 n 1 H r H 1 1 [ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ] ! 1 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 1 [ 1 1 1 1 1 1 1 1 ' I I I ' T I " 1 1 ' 1 1 1 1 I I I T ' I I I I [ 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 ' 1 1 . 1 1 1 1 1 ' 1 11 1 1 1 1 1 I T T T ' U [ 1 1 I I H I H I T I H I I I T H 1 1 1 1 l 1 1 1 1 n n l nn I I Y I I I I I T 1 1 1 1 I 1 1 1 1 r r n l n n 11 11 11 11 1 " U n i " 11 11 I1 11 1 n nl n n 1 " a n n n l n n n ul n n 11 11 [1 11 1 un f un n vr l l m I I I I H H I I I I I H H I l e n n I l r vl l n l " 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r 1 1 1 1 1 1 |r |1 r r l j r I 1 1 T T 1 r T 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 , ! 1 1 1 .-7 _ 4 1 1 1 1 ' 1 1 T T r 7 r 7 1 '1 1 1 1 1 7 7 1 1 1 1 1 T T T ' I T I IU 1 7 1 1 1 1 1 1 1 I U I I I U ' I I ' [ 1 7 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 7 7 ' J11 J 1

0,I

0.05

0.03I TI Il

0.062 0.074 0.I0

II ITII

0.

|25

015 0.2 i

I I I 'I I

0,: 0.405

0.25_

I 1 Kornstorleksfördelning på stenmaterialet VTI Notat 3-1995 I I LO 7111"'

LS Z

I I I I I

I

545

1 1\ _"I " T ' 1 1 1 1' T T l Ilnålnlñ I _FF _I

ID 15120 394 5069

5.6 8 ILZ lb .'52 64

(41)

J u. ' 1 ' I; V . V V W_ O ' I » , U l un Prov:

U.5. sicndord sikfor E] |00

90

50

40 Pa

ss

er

on

de

mön

qd

,

vi

kf

pr

oc

en

'r

IO

0.03|

30

20

200

nr:

|00 80

1 4

Bilaga 2

510 410 310 210 I16

|0

Protokoll: Håldiome+er för så , mm 7 |0 |5 20 30 40 60 80 4 l 1 I 1 144 JILl IJ 1 T III YIT 1 1 1 1 1 1 1 1 1

\

' I I I ' I I I ' I I T I I j ä= i \ \ \ \ \ ' Y U ' I ' I T T I I ' Y I T Y T I ' Y U I ' I V V Y I T 1 1 [ I T I I I I I Y I I I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

\

h E p P_ ,. - - -P , .- r -p b 5 r F » L h_ i_- 1- 1- 1- i-h ,_ .. u. - h h _ p h h b I ,_ b 1- .- - .- r-- .. p 1- » h h _ .. 1- 1- 7- b _ _ 7 P b b .. - - r- r- r-,. . - p- - - -i_ ,._ §- - b- - 1- 1--_ .. p 1- 1- - - -b _ p p - - u-__ _ 7. b - - :-'_ h - - - b -h > _ - h b b- - -p b r _ p b _ D F F F h - - r- - L- - -» p b P h h P ,. 1. 1- 1- 1- t i-h h P h h h h 1. - - h 5- -i_ p i- ? »-__ p r i- b- .-i h h F h h F . r- - -._ i- b- 1- P-_ h h p p h h P b ,. - - - -._ P :- b 7 p h h _ - r- .-b p b 1- .-F F p _ h _- _ h ,_ r- .- - -. r .- p. b r. r-,_ _- . 1-- I' " - b-.. 1- -b h- h _ _' F' I- F p p b .- p :- h p. b p.. i-F. F _- h .- -p I-P' P' -h b ;- 1-t r-h ;- .- p- r- 1-P 1-P '7 7 1 1 1 1 1 ' 1 7 1 1 1 1 7 ' ' I U I I Y T U I I T I I I I I Y I 1 n < 1 1 n p n r 1 0 1 r |t n r1 n 1 p r n ' 1 r n ' 1 n v 1 1 1 1 p r n 1 1 1 1 l -1 n n l q t n u ' 1 1 l e ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' -H I U 1 I I I I I T 1 1 1 1 1 1 1 r 1 r 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 T 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r f T ' r Y ' T ' T ' T ' T r 7 r T -r n r J HT TI II IT II 1T 11 11 1 11 11 11 11 1 11 11 11 11 1* "1 rl 11 11 11 11 11 11 1 11 11 11 11 1 11 11 11 11 1 [ I T T I H H I l l l l I H l H F I I I I H 1 1 1 1 [ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I T 1 W P T -1 1 1 7 1 1 1 " I I I I I I U l l 0'1/T1'T'11I11