Försök med kall återvinning och bindemedlet Nyrec : väg 583, Ljusne-Sandarne, Hälsingland. Slutrapport 1999

VT

I

no

ta

t

21

•

1

99

9

_{VTI notat 21-1999}

Försök med kall återvinning och

bindemedlet Nyrec

Väg 583? Ljusne-Sandarne, Hälsingland

Slutrapport 1999

Författare

Foll-enhet

Projektnummer

Projektnamn

Uppdragsgivare

Distribution

Torbjörn Jacobson och

Fredrik Hornwall

Väg- och banteknik

60576

Prowägar med kall och halwarm

återvinning

Vägverket

Fri

Förord

I syfte att öka prestandan hos kalla återvinningsbeläggningar har nya typer av bindemedel utvecklats och bland annat testats på provväg utanför Ljusne i Hälsingland. Provvägen ingår i en serie försök från 1998 med Nyrecemulsioner i återvinningsbeläggning.

Undersökningarna har finansierats av Vägverket, Borlänge. Kontaktman har varit Svante Johansson och Bengt Krigsman. Från VTIs sida har Torbjörn Jacobson varit projektledare medan Fredrik Hornwall medverkat vid försöken och sammanställningen av rapporten. Beläggningen lades av PEAB Asfalt AB där Anders Bergström och Peter Lindahl varit kontaktmän. Från Nynäs sida medverkade Mats Wiklund och Lena Thunell som bland annat ansvarade för bindemedlet.

Linköping i december 1999,

Innehåll

SAMMANFATTNING_______________________________________________ 5 BAKGRUND OCH SYFTE__________________________________________ 7 PROVSTRÄCKOR__________________________________________________ 8 UTFÖRANDE_____________________________________________________ 10 A S F A L T G R A N U L A T __________________________________________________ 13 Ko r n k u r v a o chb in d em ed el sh a l t___________________________________ 13 Återv in n in gavb in d e m e d e l_________________________________________ 14 Ko m m e n t a r e r______________________________________________________ 14

M EK A N ISK A EG EN SK A PER OCH BESTÄ N D IG H ET HOS

LABTDLLVERKADE PR O V K R O PPA R (PR O PO RTIO N ERIN G ) __________ 16 Al l m ä n t____________________________________________________________ 16 Pr o v n in g sfö r fa r a n d e______________________________________________ 16 Re su lta tfrå npro po rtio nerin gen___________________________________ 17 Ko m m e n t a r e r________________________________________________________20

K V A L IT E T S K O N T R O L L ______________________________________________ 22 Korn k u rv aochb in d em ed elsh a lt____________________________________ 22 Bin d e m e d e l s p r o v n in g________________________________________________23 Ko m m e n t a r e r________________________________________________________23 U PPFÖ LJN IN G PÅ V Ä G E N ____________________________________________ 25 Bo r r k ä r n o r_________________________________________________________ 25 Be s ik t n in g___________________________________________________________ 28 R S T -m ä t n in g_________________________________________________________ 28 Ko m m e n t a r e r________________________________________________________30 Ska d o rv in tern 1998/99______________________________________________ 31 SK A D EU TR ED N IN G VÅREN 1999 ____________________________________ 33 Al l m ä n t_____________________________________________________________ 33 Be s ik t n in g___________________________________________________________ 33 Belä g g n in g spro v ern a s status ______________________________________ 36 Resu lta ta v labora to riea nalysern a_________________________________40 Bin d em ed elsh a lt ochk o r n k u r v a____________________________________ 42 Be d ö m n in g___________________________________________________________ 45

SA M M A N FA TTA N D E K O M M E N T A R E R ______________________________ 47

Bilagor:

1. RST-mätning, hösten 1998.

Sammanfattning

Rapporten beskriver ett provvägsförsök söder om Söderhamn med kall asfalt­ återvinning där syftet var att studera en ny typ av bindemedel som utvecklats speciellt för kalltillverkade återvinningsmassor. Försöket genomfördes sommaren 1998 och i denna rapport redovisas resultat och intryck från förprovningen, utförandet, materialkontrollerna, första tidens uppföljningar samt den skadeutredning som gjordes första vintern på grund av tidiga beläggningsskador. Provsträckorna ingår i en serie försök med emulsionen Nyrec. Försök har under

1998 genomförts, förutom i Hälsingland, även i Medelpad, Ångermanland och Västerbotten, där provsträckor placerats ut för uppföljning. Nyrec är utvecklat för kalltillverkade återvinningsmassor av asfalt och främst för beläggningar där styvare egenskaper (högre krav) eftersträvas, dvs. där kraven på stabilitet och lastfördelande förmåga är speciellt stora. Konceptet bygger på att massan skall vara obruten under blandning, transport samt utläggning och hårdna (bindemedlet skall bryta) först när packningen sker på vägen. På så sätt skall massan (konsistensen) vara hanterbar vid utläggningen och packningen, vilket är viktigt för emulsionsmassor innehållande hårdare bindemedel som annars riskerar att bli styva. Nyrecemulsioner finns med basbitumen B 180 (Nyrec 630), B370 (Nyrec 240), MB 5000 (Nyrec 50) och MB 2000 (Nyrec 20), det vill säga både med hårdare och mjukare bitumen.

Sammanfattningsvis visar provvägen att Nyrec i detta fall inte gav massan den smidighet som förväntades av en obruten emulsion. Massan gick dock att lägga ut och packa utan problem och jämnheten blev relativt bra för en återvinningsmassa med inblandning av ett styvare bindemedel. Både förprovningen och borrkärnorna från vägen visade att de mekaniska egenskaperna hamnade på en högre nivå jämfört med konventionell emulsion baserad på mjukbitumen trots att hålrumshalterna hamnade relativt högt. De materialsläpp som uppstod under vintern 1998/99 berodde främst på för låg inblandning av nytt bindemedel med hänsyn till de relativt stränga förhållanden som rådde på vägen. Eftersom återvinningsmassorna skulle användas som justerings- och bindlager på en väg med mycket tung trafik och inte som slitlager fanns en vilja att hålla nere bindemedelstillsatsen. Nyrec-sträckorna kom också att innehålla mindre bindemedel än de med konventionellt bindemedel, vilket sannolikt förklarar skillnaden mellan sträckorna.

Bakgrund och syfte

I samband med utveckling av kalla återvinningsbeläggningar har ett mindre provvägsförsök genomförts på väg 583, mellan Ljusne och Sandarne strax söder om Söderhamn i Hälsingland. I provvägen ingår en referenssträcka med konventionell emulsion och två provsträckor med bindemedlet Nyrec som utvecklats av Nynäs. Provbeläggningarna, som utgörs av justerings- och bindlager med kalltillverkade återvinningsmassor, lades i juli 1998. Vägen belädes sommaren 1999 med MJAB och ytbehandling.

Provsträckorna ingår i en serie försök med emulsionen Nyrec som utfördes under senare delen av 1998. Försök har genomförts, förutom i Hälsingland, även i Medelpad, Ångermanland och Västerbotten, där ett antal prov- och kontrollsträckor följts upp av VTI. Nyrec-emulsionerna är utvecklade för kalltillverkade återvinningsmassor av asfalt och främst för beläggningar där styvare egenskaper (högre krav) eftersträvas, dvs. där kraven på stabilitet och lastfördelande förmåga är speciellt stora. Nyrec-konceptet bygger på att massan (bindemedlet) skall vara obruten under blandning, transport samt utläggning och binda först när packningen sker på vägen. På så sätt skall massan vara hanterbar vid utläggningen och packningen, vilket är viktigt för emulsionsmassor innehållande hårdare bindemedel. Den här typen av massor riskerar att bli mycket tröglagda om konventionella bindemedel med hårdare bindemedel används. Nyrec finns med basbitumen B 180 (Nyrec 630), B370 (Nyrec 240), MB 5000 (Nyrec 50) och MB 2000 (Nyrec 20), dvs. med både hårdare och mjukare bitumen. Det är viktigt att tillägga att emulsionsmassor med Nyrec sannolikt kräver mer skonsam blandning och utlastning än konventionella emulsioner för att inte materialet skall hårdna (härda) för tidigt.

v^pSaritlöti ^:K^%Midsormnarfjärden N ? ö ^Sandarne Marrnm JSnnWIl ä^Ousne LjusneJJärden j|) €^o'rrf>ränwfigeh él Maråkmbotten

Provsträckor

Följande sträckor ingår i provvägen:

Mot Ljusne ( S ö d e r) 674m 1299m 635m BE 60 M 5.000 NYREC630 NYREC 240 Mot Sandarne ( N o rr)

Figur 2 Provsträckomas läge på vägen.

Arbetsrecept:

1. Referens, BE 60 M/visk. 5000, 654 m, 3,0 vikt-% emulsion 2. Provsträcka 1, Nyrec 630, 1250 m, 2,7 vikt-% emulsion 3. Provsträcka 2, Nyrec 240, 1126 m, 2,7 vikt-% emulsion

Totalt ca 120-130 kg/m2 återvinningsmassa lades i två lager (justering + bindlager). På den gamla vägen förekom kraftiga spår (både från dubbslitage och deformationer, se bild 1) och mer lokalt även krackeleringar. Vägen ligger mest i kuperad skogsterräng. Vägbredden är ca 6,5 m.

Bild 1 Spårbildning hos den befintliga beläggningen.

Nyrec 630 är baserad på bitumen B 180 (den hårdaste varianten i Nyrecserien) medan Nyrec 240 är baserad på bitumen B370 (medelhård). Emulsionerna innehåller inte lösningsmedel.

Utförande

Provsträckorna lades i två etapper. Innan semestern lades referenssträckan (98.07- 15) och den första provsträckan med Nyrec 640 (98.07.16) medan den andra sträckan (provsträcka 2) lades efter semestern (98.07.27). Vid tillverkningen av massorna användes ett Kalottikone MX30-verk (bild 2) utan uppvärmning. Det innebär att massorna blandades satsvis. Kapaciteten var knappt 100 ton i timmen.

Bild 2 Kalottikone MX30-verk. Vid försöket uppvärmdes inte granulatet.

Vatten och 10 % stenmaterial, 8-11 mm, tillsattes granulatet. När Nyrec inblandades modifierades blandningsförfarandet på så sätt att blandningstiden kortades och munstyckena för bindemedel flyttades något. Dessa förändringar, tillsammans med extra vatteninblandning, gjordes för att försöka förhindra en alltför tidig brytning av massan genom en så skonsam blandning av massan som möjligt (obrutna massor är känsliga för mekanisk påverkan). Från biandaren tippades massorna till en början på marken innan det omlastades på en bil för transport till utläggningen. Eftersom massorna visade tendenser till härdning (främst massor som blev liggande i kanten av högen) ändrades utlastningsförfarandet och massorna tippades direkt på flaket från biandaren.

Bild 3 Utläggning av kalltillverkade massor på väg 583.

Asfaltmassorna lades med en konventionell asfaltutläggare (Dynapac) och packades med två vältar, en stålvalsvält (steg 1) och en gummihjulsvält (steg 2). På grund av att den gamla vägen hade mycket spår och ojämnheter fick lagren varierande tjocklek. Det nylagda lagret såg bra ut men en del mindre stenmaterialseparationer förekom. Den nypackade ytan avsandades för att inte sten skulle plockas upp av trafiken. Vid varm väderlek blir nylagda emulsionsbeläggningar klibbiga innan ytan hårdnat (tar något dygn).

Bild 5 Packning av återvinningsmassor med gummihjulsvält (steg 2).

Bild 6 Närbild på ytan (justeringslagret) av nylagd kall återvinningsmassa. Observera att andelen grovt stenmaterial är hög.

Massorna var vid utförandet styvare än förväntat och det är möjligt att emulsionen, åtminstone till viss del, bröt redan vid blandningen och utlastningen. Vädret var vid utförandet fuktigt och molnigt men uppehållsväder rådde. Efter det att sträckan med Nyrec 240 lagts kom ett mycket häftigt regn. Även innan och efter det sträckorna med Nyrec 630 och referensen lades förekom häftiga regn (sommaren och hösten 1998 var mycket fuktiga och kalla).

Asfaltgranulat

Den gamla asfaltbeläggningen utgjordes av krossat fräsgranulat från lådfräsning (12 cm) på Rv 80 mellan Gävle och Sandviken (från 1997). Den ursprungliga beläggningen var enligt uppgift ABT, ABD och inslag av AG. Dränasfalt (ABD) innehåller liten andel bruk (mest grovt stenmaterial) och kan därför vara svår att återvinna enligt tidigare erfarenheter från Bohuslän. Även ABS kan ha förekommit i granulatet.

Kornkurva och bindemedelshalt

I samband med provvägsförsöket (mitten av juli) togs tre prov av granulatet. Kornkurvorna på extraherade prov framgår av figur 3. Bindemedelshalterna låg för de tre proven på 5,6, 5,9 och 6,1 vikt-% (medelvärde 5,9 vikt-%). I figur 4 redovisas kornkurvan på tvättsiktat granulat.

Figur 3 Kornkurvor på extraherade granulatprov. Gränskurvorna är fö r

Figur 4 Kornkurva på tvättsiktat granulatprov (sammanslaget prov).

Återvinning av bindemedel

Bindemedel har återvunnits ur granulatprovet genom kallextraktion med diklormetan och rotationsindunstare enligt FAS-metod 419-98. Bindemedelsåterstoden analyserades sedan med avseende på penetration, mjukpunkt, Fraass brytpunkt och duktilitet. Resultaten framgår av tabell 1.

Tabell 1 Analyser av återvunnet bindemedel från granulat (sammanslaget prov).

Metod Granulat

Penetration 25°C, mm/10 41 (42, 40,41) Mjukpunkt, °C 57 (57, 57) Brytpunkt, °C -15 (-16,-13,-16) Duktilitet, cm >100

Penetrationen beskriver bitumenets hårdhet vid 25°C medan mjukpunkten talar om vid vilken temperatur bitumenet mjuknar. Duktiliteten beskriver elasticiteten hos bitumenet (kohesionen) och Fraass brytpunkt ger information om lågtemperaturegenskaperna.

Kommentarer

Bindemedelshalten i granulatet låg på 5,6-5,9 en något hög men inte onormal nivå för gamla beläggningsmassor. Materialet utgjordes också av fräsgranulat från ytliga lager. Kornkurvan på granulatet är harmonisk och välgraderad. Den

extraherade kornkurvan låg i det övre registret för ABT16-massa (eller i det lägre för ABS16). Det visar att en del av materialet blivit nednött eller nedkrossat. Fillerhalten låg nära övre gränsen. Sannolikt förekommer också massor från ABS eller ABD i granulatet.

Återvunnet bindemedel visade ej på onormal åldring eller förstyvning (medelnivå enligt VTIs erfarenheter) utan bitumenet verkade fortfarande ha acceptabla lågtemperaturegenskaper. Bindemedlet var dock förhållandevis hårt med 41 i penetration medan mjukpunkten låg på 57°C .

Granulatet verkar vara representativt för slitlagerbeläggningar som kommer från högtrafikerade vägar och ingenting anmärkningsvärt har framkommit vid förundersökningen. Stenhalten verkar ligga på en normal nivå för ABT16 men halten filler var hög. Det grövre stenmaterialet utgjordes till viss del av porfyr.

Mekaniska egenskaper och beständighet hos

labtiliverkade provkroppar (proportionering)

Allmänt

Funktionellt inriktad proportionering innebär att receptet för återvinningsmassan tas fram genom relativa, jämförande provningar på provkroppar av granulat, stenmaterial, bindemedel och vatten i olika proportioner. Efter det provkropparna lagrats/härdats testas de med avseende på mekaniska egenskaper och beständighet. Provningarna görs genom dubbelprov och vid flera bindemedelshalter. Skillnaden i bindemedelshalt (restbitumenhalt) har i detta fall varit 0,6 procentenheter mellan proven. Med bindemedelskvot menas att mängden bindemedel beräknas på torrt granulat.

Provnings förf arande

Utifrån erhållna granulatprov, stenmaterial och bindemedel har provkroppar med varierande sammansättning (olika recept) tillverkats och testats enligt följande:

Provberedning

• materialet >22 mm togs bort från granulatet • blandning i Hobart vid rumstemperatur

• packning: Statisk packning (+ Rodding - förpackning med stav) vid rumstemp. • lagring: 7 dygn vid 40°C

Bindemedel • BE60M/visk.5000 • Nyrec 630 Recept • vatten: 3,0 % • stenmaterial, 10 % 8-11 mm • granulat, 90 %

• emulsionskvot: 2,0, 3,0 och 4,0 vikt-% (beräknat på torrt granulat) • antal prov per bindemedelstyp: 3*6 = 18 st (6 prov per blandning)

Lab.tester på återvinningsmassa

• pressdraghållfasthet + styvhetsmodul + hålrum - 2 prov

• vidhäftningstal, vattenmättning 40 mbars undertryck + lagring 1 dygn - pressdraghållfasthet - 2 prov

• stabilitet - Marshall, 25°C - 2 prov

Hålrumshalten har bestämts genom vattenmetoden (metod för tät asfalt) och med skjutmått (metod för öppen asfalt).

Resultat från proportioneringen

Provkropparna som tillverkades vid proportioneringen analyserades med avseende

o

pa:

• Hålrum enl. FAS 448 samt FAS 427 • Pressdraghållfasthet vid 10°C

•Beständighet (vattenabsorption och vattenmättnadsgrad) • Styvhetsmodul vid 10°C

• Marshallstabilitet och flytvärde vid 25°C

Resultaten från analyserna redovisas i tabellerna 2-4 och figurerna 5-9.

Tabell 2 Resultat från labprovningen med Nyrec 630.

E-kvot Va Vm Hålrum Draghållf. (kPa) Q S -modul M-stab Flytvärde (%) <%) _{(%) (%)} (våta) (torra) _(%) (MPa) (kN) (mm) 2,0 4,4 76 Mv 6 prov 837 888 7655 20,2 6,7 2,0 4,4 79 12,2 (8,6) 943 1154 87 8041 22,5 7,1 Mv 4,4 77 890 1021 7848 21,4 6,9 3,0 4,1 74 Mv 6 prov 871 1156 7458 19 6,1 3,0 4,3 72 12,1 (8,8) 772 1127 72 6428 17,8 6,3 Mv 4,2 73 822 1142 6943 18,4 6,2 4,0 - - Mv 6 prov - - - - -4,0 - - - - - - - - -Mv - - - - - -

-Va vattenabsorption Q vidhäftningstal Hålrum () FAS 427 Vm mättnadsgrad

Tabell 3 Resultat från labprovningen med Nyrec 240.

E-kvot Va Vm Hålrum Draghållf. (kPa) Q S -modul M-stab Flytvärde

(%) (%) (%) (%) (våta) (torra) (%) (MPa) (kN) (mm)

2,0 5,3 105 Mv 6 prov 647 781 5049 23 6,6 2,0 5,1 99 14,4(10,9) 674 921 78 5644 20,5 6,7 Mv 5,2 100 661 851 5347 21,8 6,7 3,0 4,7 98 Mv 6 prov 630 795 5755 21,9 6,8 3,0 4,3 101 14,0 (9,9) 730 839 83 6037 20,9 5,8 Mv 4,5 99 680 817 5896 21,4 6,3 4,0 - - Mv 6 prov - - - - -4,0 - - - -Mv - - -

-Va vattenabsorption Q vidhäftningstal Hålrum ( ) FAS 427 Vm mättnadsgrad

Vid 4,0 vikt-% emulsion gick det inte att tillverka provkroppar med Nyrec 630 och Nyrec 240 på grund av att massan blev för flytande och instabil att packa i burken. Något liknande har aldrig tidigare observerats med vanlig emulsion vilket visar att Nyrec kan ge massan en markant flytande konsistens (i detta fall rinnande

konsistens). Hålrumshalten redovisas dels genom vattenmetoden (FAS 427), dels genom mätning med skjutmått (FAS 448). Används paraffinmetoden, vilket skulle vara mest korrekt, är det svårt att skrapa bort paraffinen från de sköra och skrovliga provkropparna, vilket är nödvändigt om proven skall testas vidare.

Tabell 4 Resultat från labprovningen med BE 60 M/5000.

E-kvot Va Vm Hålrum Draghållf. (kPa) Q S -modul M-stab Flytvärde

(%) _{(%) (%)} (%) (våta) (torra) (%) (MPa) (kN) (mm)

2,0 4,6 75 Mv 6 prov 458 680 5107 17,7 5,8 2,0 4,5 73 13,2 (9,2) 505 770 66 6709 17,8 5,7 Mv 4,5 74 482 725 5908 17,8 5,8 3 3 75 Mv 6 prov 576 736 3988 14,2 5,8 3 3,5 71 10,4 (6,5) 570 759 77 4187 14 4,6 Mv 3,2 73 573 748 4088 14,1 5,2 4,0 2,9 66 Mv 6 prov 502 565 2984 13,2 5,7 4,0 3,3 78 9,7 (6,2) 478 621 83 4163 10,3 5,6 Mv 3,1 72 490 593 3574 11,8 5,7

Va vattenabsorption Q vidhäftningstal Hålrum ( ) FAS 427 Vm mättnadsgrad

Figur 5 Hålrum enligt FAS 448 respektive FAS 427. Proportionering.

Figur 6 Pressdraghållfastheten fö r våta respektive torra provkroppar vid 10°C vid proportionering.

Figur 8 Styvhetsmodulen vid 10°C. Proportionering.

Figur 9 Marshallstabilitet vid 25°C. Proportionering.

Kommentarer

Det är viktigt att påpeka att VTIs proportionering gjordes efter det att provsträckorna lades. Recepten togs fram av entreprenören och bindemedelstillverkaren (PEAB Asfalt och Nynäs). Prov på granulat, stenmaterial

och bindemedel togs i samband med provvägsförsöket. För att bedöma arbetsrecepten men främst för att studera egenskaperna hos massorna, gjordes denna del av undersökningen.

Hålrumshalten påverkas markant av vilken metod som används vid bestämningen. Används skjutmått hamnar hålrumshalten ca 4 procentenheter över vattenmetoden (proverna vägs i vatten). Den verkliga hålrumshalten (halten instängda porer) ligger sannolikt mellan de båda metoderna, i detta fall då på 8-12 vol-%. Nyrec- massorna uppvisade något högre hålrumshalter än BE 60 M/5000 och hålrumshalterna tenderar att minska med ökad bindemedelshalt.

Studeras hållfastheten erhölls de högsta värdena med Nyrec 630 följt av Nyrec 240 och inte oväntat uppvisade BE 60 M/5000 lägre värden på draghållfasthet och styvhetsmodul. Blandningarna med 2,0 eller 3,0 % emulsion gav de högsta värdena. I de flesta fall låg hållfastheterna på höga nivåer för att vara kalla återvinningsmassor. Styvhetsmodulen för Nyrec 630 låg mellan 7000-8000 MPa och pressdraghållfastheten över 1000 kPa. Det innebär nivåer som närmar sig AG- massa. Även BE 60 M/5000 gav ovanligt höga värden, styvhetsmoduler på 3500- 6000 och pressdraghållfastheter på 600-750 kPa beroende på provblandning. Studeras stabiliteten erhålls också höga värden, speciellt för Nyrec-massorna. Nyrec 240 gav ungefär samma resultat som Nyrec 630 med värden på 18-22 kN. BE 60 M/5000 hade lägre stabilitet men värdena var ändå förhållandevis bra, 12-

18 kN.

Beständigheten låg på bra nivåer med vidhäftningstal för Nyrec-blandningarna på 72-87 % och för BE 60M /5000 på 66-83 %. I två fall av tre ökade vidhäftningstalet med ökad mängd bindemedel. Även draghållfastheterna bestämda på vattenlagrade prov gav förhållandevis höga värden, i allmänhet över 500 kPa.

Labresultaten har överlag givit höga hållfastheter och acceptabel beständighet för samtliga provblandningar. Hålrumshalterna låg på normala nivåer för kall återvinning men var oväntat höga för Nyrec-massorna (högre än för konventionell emulsion) med tanke på att massorna vid blandningen visade tendenser till flytande egenskaper. Vid blandningen användes en degblandare (Hobart, dock med kortare blandningstid) och det är möjligt att den bearbetade massan för hårt. En kompletterande provning bör göras med så skonsam blandning som möjligt (lägre blandningstid och varvtal på blandararmarna).

Kvalitetskontroll

I samband med utförandet av referenssträckan och sträcka 1 (Nyrec 630) togs prov på massa, granulat och bindemedel. Resultaten framgår av följande tabeller och figurer.

Figur 10 Kornkurvor på extraherade massaprov. De streckade linjerna avser gränskurvorna fö r A B T 16.

Tabell 5 Bindemedelshalt på granulat och massaprov. Prov Bindemedelshalt, vikt-%

Granulat 5,8

Referens (BE 60M) 6,9

Nyrec 630 6,3

22 VTI notat 21-1999

Bindemedelsprovning

Bindemedelsproverna som togs i samband med utförandet analyserades genom snabbkontroll enligt VÄG 94. Resultaten redovisas i tabell 6.

Tabell 6 Kontroll av emulsioner från utförandet.

Prov Utrinningstid vid 50°C enligt FAS Metod 342-98 (s) Viskositet vid 60° C enligt FAS Metod 339-97 (mm2/s) Destillation till 260° C Återstod/ Oljedestillat (vikt-%)/(vol-%) BE 60M/5.000 7,91} 6040 63,3/0,5 Nyrec 630 12 - -Nyrec 240 2) 11 - -1} Krav enligt VÄG 94, 10-25 s

För provet av BE 60M/5000 gjordes kompletterande analyser på grund av att värdet för utrinningstiden avvek från kraven i VÄG 94. De vidare analyserna visade inte på något onormalt. Det avvikande värdet kan bero på att provet hade lagrats längre än 5 dygn i värmeskåp vid 50°C.

Kommentarer

Kornkurvan för massaprov liksom granulat (extraherat) låg inom området för ABT16. Fillerhalten låg nära den övre gränskurvan (högt fillerinnehåll) medan andelen material över 2 mm låg nära den undre gränskurvan (högt stenmaterialinnehåll). Kornkurvan påminner till vissa delar även om ABS- beläggning och det är möjligt att granulatet delvis har sitt ursprung i skelettasfalt. En annan förklaring är att stenmaterialinblandningen (10%) påverkat korngraderingen.

Bindemedelshalterna ligger för massaproven på 6,3 och 6,9 %, en något låg nivå med tanke på att ca 1,6 % bitumen tillsattes granulatet som hade 5,9 % bindemedel enligt provet som togs i samband med massatillverkningen. Övriga granulatprov som togs för proportioneringen (samma dag) hade 5,6, 5,9 och 6,1 % i bindemedelshalt. Sammantaget för de fyra proven blir det 5,9 % (obs! liten spridningen mellan de fyra proven). Den totala bindemedelshalten borde ha legat omkring 7,0 % för massaproven om hänsyn tas till att ca 10 % stenmaterial inblandades i granulatet. För att verifiera resultaten undersöktes bindemedelshalten på ett antal borrkärnor som blev över vid labprovningarna (tabell 8). Även dessa prov gav bindemedelshalter på 6,5, 6,5 och 6,6 %. Korrigeras värdena för borrningen och eventuella materialsläpp hamnar värdena någon tiondel högre än massaproven men ändå långt ifrån förväntade 7,5 %. VTI hade i detta skede undersökt fem prov (två massaprov och tre borrkärnor). En

förnyad provtagning och labprovning gjordes i samband med den skadeutredning som gjordes vintern 1998/99. De resultaten presenteras längre fram i rapporten. Om för liten bindemedelsmängd inblandats är risken stor för materialsläpp, vilket under senhösten och framför allt under vintern rapporterats från provvägen. Både Nyrec 240 och 630 behöver sannolikt tillsättas i större mängd än emulsioner baserade på mjukbitumen eftersom bitumenet är hårdare. Normalt tillsätts högre mängd bindemedel med ökad bitumenhårdhet i syfte att säkerställa bra utmattnings- och beständighetsegenskaper.

Uppföljning på vägen

Under hösten och vintern 1998/99 gjordes följande uppföljningar: • Provborrning + labprovning

• RST-mätning • Okulär besiktning • Riktad skadeutredning

Borrkärnor

I oktober 1998 togs ett antal borrkärnor från provsträckorna. I de flesta fall erhölls borrkärnor av sämre kvalitet och endast ett fåtal bedömdes som provningsbara. Resultatet från provborrningen framgår av tabell 7 och bild 7. De prov som var hela hade mer eller mindre materialsläpp på mantelytan till följd av att det vatten som användes vid borrningen hade spolat bort bruk från mantelytan. Många prov var endast hela i de övre delen (några centimeter i ytan). Proven som togs mellan hjulspåren var sämre än de som togs i spåren.

Borrproverna besiktigades okulärt och lagertjockleken på det översta lagret (det som var helt) bestämdes. Samtidigt bedömdes också borrprovernas status. Det totala intrycket var att borrkärnornas kvalitet i hög grad varierade, även inom samma sträcka.

Tabell 7 Besiktning av borrkärnor från väg 583, Ljusne - Sandarne.

Borrprov Mot Sandarne Mot Ljusne

Referens 1 2 3 4 5 (mellan spår) 6 (mellan spår) 45mm, Hel+mtrlsläpp 45mm, Hel+mtrlsläpp 25mm, Överdel Trasig 45mm, Hel+omf. mtrlsläpp Delvis hel- ej provningsbar Delvis hel- ej provningsbar Delvis hel- ej provningsbar

Nyrec 630 1 2 3 4 5 (mellan spår) 6 (mellan spår) 40mm, Hel/ bruten 37mm, Hel/ bruten 40mm, Hel/ bruten 18mm, Hel (?)/ bruten 40mm, Delvis hel

25mm, Delvis hel- ej provningsbar

40mm, Hel+omf. mtrlsläpp 38mm, Hel+omf. mtrlsläpp Överdel (delvis hel)

Trasig 40mm, Hel+omf. mtrlsläpp 40mm, Hel+omf. mtrlsläpp Nyrec 240 1 2 3 4 5 (mellan spår) 6 (mellan spår) 30mm, Hel 30mm, Hel 30mm, Hel

Överdel (delvis hel) Överdel (delvis hel) Trasig

30mm, Hel+ mtrlsläpp 40mm, Hel

Överdel (delvis hel)

Delvis hel- ej provningsbar Överdel (delvis hel)

Bild 7 Borrkärnor tagna i oktober 1998 på Väg 583.

Borrkärnorna analyserades, i de fall hela provningsbara prover erhölls, med avseende på: • Hålrumshalt • Pressdraghållfasthet vid 10°C • Beständighet (vidhäftningstal) • Styvhetsmodul vid 10°C • Bindemedelshalt

Resultaten från analyserna redovisas i figurerna 11-13 och tabell 8. Enskilda resultat framgår av bilaga 2.

Tabell 8 Bindemedelshalt på borrkärnor hösten 1998 (OBS! enkelprov)

Provsträcka Bindemedelshalt, % Str 1, BE 60 M/5000 6,5 Str 2, Nyrec 630 6,5 Str 3, Nyrec, 240 6,6 26 VTI notat 21-1999

Figur 11 Hålrumshalten hos de provningsbara borrkärnorna. För Nyrec 240 och BE 60 M/5.000 erhölls endast hela prov i spår.

Figur 13 Styvhetsmodulen vid 10°C hos de provningsbara borrkärnoma.

Besiktning

I samband med provborrningen i oktober 1998 (98.10.22) besiktigades provsträckorna.

Sträcka 1,BE 60M/5.000

Totalt sett relativt homogen yta men bitvis mycket grovfraktion (separationer med grövre material). Möjligen något ”bollig” på vissa ställen. Ingen märkbar stenlossning förekom men det gick lätt att peta loss stenar. En del avklädda stenar förekom. Någon enstaka lagning förekom också.

Sträcka 2, Nyrec 630

En del separerade ytor förekom (som referensen) liksom enstaka ”bollar”. Lokal stenlossning iakttogs men de avklädda stenar som förekom satt bra fast i beläggningsytan. Enstaka lastbytesseparationer förekom.

Sträcka 3, Nyrec 240

En del lagningar observerades (av separerade ytor) liksom separerade ytor, främst mellan hjulspåren. Lokal stenslossning förekom och ytan såg aningen maläten och torr ut. Avklädda stenar var ibland relativt lätta att peta bort.

RST-mätning

Vid mätning med Laser-RST-bil erhålls mått på vägens spårdjup (maximalt spårdjup), längsojämnhet (IRI) och makrotextur (ytskrovlighet uttryckt som

RRMS, Rough Root Mean Square). IRI-värdena mäts i båda hjulspåren (med två kameror). Makrotexturen mäts dels i högra hjulspåret, dels på vägytan mellan hjulspåren. Den bil som användes vid den senaste mätningen hösten 1998 var utrustad med 17 kameror.

Resultaten som redovisas i figurerna 14-16 avser medelvärden av samtliga 20: meters sträckor som ingår i respektive sträcka. Enskilda mätvärden samt spridningsmått och medelvärden framgår av bilaga 1.

Figur 14 Spårdjup enligt RSTy hösten 1998.

Figur 16 Makrotextur (ytskrovlighet) enligt RST, hösten 1998.

Kommentarer

Borrkärnorna och intrycket från skadeinspektionen visade att beläggningen under hösten 1998 inte hade härdat ut ordentligt. Normalt så brukar hela borrprov erhållas efter en sommars trafik. I detta fall hade knappt en halv sommar gått sedan provsträckorna lades. Sommaren var också extremt regnig och kall utan någon rejäl värmebölja. Enligt tidigare erfarenheter behövs en längre varm period i de flesta fall innan materialet går ihop ordentligt. Tidigare provborrningar har också visat att det kan behövas en inblandning av drygt 2,0 % emulsion för att materialet skall binda ihop så att hela borrkärnor kan tas upp.

Hålrumshalterna på hela borrkärnor låg nära resultaten från förprovningen (ca 10 vol-%). Proven från Nyrec-sträckorna erhöll även i detta fall något högre hålrumshalter än referensen. Trots att hålrumshalterna låg på ungefär motsvarande nivåer vid förprovningen är hållfastheterna lägre för borrkärnorna och detta gäller främst för Nyrec-beläggningarna. Trots detta låg värdena ändå på relativt höga nivåer för att vara kall återvinningsbeläggning. I ett fall undersöktes vattenkänsligheten och vidhäftningstalet hamnade på 67 % (Nyrec 630). Det är något lägre än vid förprovningen men ändå inte på en anmärkningsvärt låg nivå (ganska bra). Överlag var skillnaden mellan de olika sträckorna mindre än vid förprovningen.

Undersökningen av borrkärnorna är begränsad på grund av att en del prov hade för dålig kvalitet för att provas. Inga hela prov erhölls t ex mellan hjulspåren utan labprovningen gjordes endast på prov från yttre hjulspåret. Betydligt fler borrningar gjordes än vad som framgår av tabell 7, men i övriga fall erhölls inte

provningsbara kärnor. Sannolikt hade inte beläggningen härdat färdigt vid provtagningen. Kalltillverkade beläggningar (framför allt ytlagret) behöver en längre tids värme (en värmebölja) innan de knådats och härdats ihop ordentligt, speciellt om mängden nytt bindemedel ligger lågt.

Vid den okulära besiktningen utförd i oktober 1998 observerades tendenser till stensläpp, främst på sträckan med Nyrec 240. Under vintern hade stenlossningen accelererat enligt Vägverket och skador fanns på samtliga sträckor. Den vanligaste orsaken till tidiga beständighetsrelaterade skador brukar vara alltför låg bindemedelshalt i beläggningen. Skadorna börjar oftast i separerade ytor där hålrummet är som störst och bindemedelsinnehållet som lägst.

Spårbildningen fram till och med hösten 1998 var ca 3,5 mm och var några tiondels mm större på referenssträckan (liten skillnad) än övriga. Med tanke på de relativt tjocka lager som lades i de gamla spåren bedöms efterpackningen ha varit mycket måttlig med tanke på de höga hålrumshalterna i borrkärnorna. De mekaniska egenskaperna var dock förhållandevis bra för kallblandad massa.

IRI-värdena låg mellan 1,65-1,85 mm/m med de lägsta värdena för referenssträckan med BE 60 M/5000. Den sämsta jämnheten har sträckan med Nyrec 240. IRI-värdena låg på en relativt låg nivå för att vara kallblandad massa. Vanliga IRI-värden på kalla återvinningsbeläggningar har i många fall varit drygt 2,0 mm/m.

Makrotexturen var högre för Nyrec-sträckorna jämfört med referensen. Detta pekar mot att en del materialsläpp kan ha förekommit. Skillnaden i textur var också liten mellan hjulspår och ytan utanför spåren, framför allt på Nyrec- sträckorna. Eventuellt har inte trafiken (däcken) kunnat knåda till ytan beroende på de hårdare bindemedlen i provsträckorna, men de stensläpp som konstaterades kan också ha inverkat på RST-mätningen.

Vid besiktningen hösten 1998 observerades en del mestadels lokala stensläpp på provsträckorna. På samtliga sträckor förekom en del separerade ytor (anrikningar av grövre stenmaterial).

Skador vintern 1998/99

Omfattande beläggningsskador började uppträda under vintern 1998/99. Enligt en okulär besiktning från februari 1999 var skadorna av typen sten- och materialsläpp som uppkommit under töperioder. En del slaghål hade vid denna tidpunkt behövt lagas. Enligt uppgift från väghållaren så var resistensen mot vägsalt dålig och det mesta av sönderfallet uppkom efter saltning.

De flesta skadorna förekom på den intilligande beläggningen utförd med Nyrec (flera sträckor med Nyrec lades på den intilligande beläggningen sedan provsträckorna färdigställts) men även på provsträckorna förekom en del skador.

Referenssträckan uppvisade minst med skador medan Nyrec 240 hade flest skador. Inga lagningar hade gjorts på referensen eller provsträckan med Nyrec 630. Vid besiktningen var beläggningen frusen varför sönderfallet hade stoppats upp. På vägen förekom också omfattande, oregelbundna tjäluppfrysningar som delvis kan ha bidragit till skadeutvecklingen.

På den intillande återvinningsbeläggningen (samma ålder) söder om Ljusne som utfördes med konventionellt bindemedel fanns inga skador.

Efter ett möte med samtliga inblandade parter beslutades att en förnyad provtagning av både skadade och oskadad beläggning skulle göras under senvintern. Förutom provsträckorna skulle prov tas på samtliga sträckor som innehöll Nyrec samt på det södra objektet (söder om Ljusne) där konventionell emulsion hade använts och där inga skador uppkommit. Denna del av vägen saltades dock inte och hade betydligt mindre trafik an etappen Ljusne - Sandarne. När vägen under våren torkade upp hårdnade materialet snabbt och inga nya skador uppkom vid senare tillfällen. På försommaren lagades de ytor som hade slaghål och sprickor genom ett nytt lager av MJAB som sedan lades över med ytbehandling.

De materialkontroller som gjordes i samband med utförandet av provsträckorna indikerade att bindemedelsinnehållet var relativt lågt och det kan vara en bidragande orsak till skadorna. Granulatet innehöll också en förhållandevis hög andel grövre material (stenmaterial) och en del materialseparationer förekom vid utförandet.

Skadeutredning våren 1999

Allmänt

Besiktning

Vid provtagningen utfördes också en okulär besiktning av de olika sträckorna och resultatet redovisas i tabell 9. Hela objektet norr om Ljusne (sträckorna 2-6) hade i varierande grad erhållit skador som var mest framträdande i höger hjulspår. Vägen sopades dagligen för att undvika stenskott för trafikanterna. Bitvis var vägen

2A 2B o +530m +530m O 4A O +400m Provsträcka 2 4B O +400m /////M W O_{+340m +340i}

P

O

O

Figur 17 Schematisk bild av provtagningssektionerna och provpunkter.

Provtagningen skedde den 11 mars 1999 och vädret var vid tillfället mulet med ca -5°C. Sektionerna vid vilka proverna togs framgår av figur 17. Förutom VTIs provsträckor tillkom 3 sträckor. Två sträckor söder om provsträckorna med Nyrec 630 resp. BE 60M/5.000 (den senare på andra sidan Ljusnan) samt en sträcka med Nyrec 630 norr om provsträckorna i riktningen mot Söderhamn.

mycket ojämn som dels berodde på materialsläppen (slaghål), dels på ojämna tjäluppfrysningar som även förekom. På provvägen uppvisade referensen med konventionell emulsion mindre skador än provsträckorna med Nyrec.

Objektet som ligger söder om Ljusne lades innan semestern med konventionell emulsion (BE 60 M/5000). Den vägsträckningen har mindre trafik än provvägen och saltas inte heller. Beläggningen upplevdes som en normal kall återvinningsbeläggning med till synes stensläpp endast i lokal omfattning. Vägen var vid besiktningen delvis snötäckt och därför var det svårt att få en total överblick över statusen.

Tabell 9 Besiktning mars 1999.

Provtagnings- sektion (nr)

Observation

1A (söder Betydligt bättre än övriga sträckor. Något stensläpp förekom Ljusne) dock. Ej brukssläpp.

IB Samma som ovan.

2A Omfattande sten- och brukssläpp. Beläggningen var på åtskilliga ställen borta. Provtagning fick ske med spett eftersom inga hela borrprov kunde tas upp.

2B Samma som ovan. Proverna är dock tagna vid ett bättre parti av sträckan. Borrkärnor med diametern 100 mm och 150 mm togs. 3A Betydligt bättre än föregående sträcka. En del stenlossning och

materialsläpp förekom men dock inte i samma omfattning som föregående sektion. Hela borrkärnor (150 mm) erhölls av det övre lagret av beläggningen.

3B Samma som ovan.

4A Omfattande materialsläpp. Dock något bättre än sektion 2.

4B Samma som ovan.

5A Även här förekom omfattande materialsläpp. Statusen var ett mellanting mellan sektionerna 2 och 4.

5B Samma som ovan.

6A Sträckan uppvisade stora materialsläpp (motsvarande sektion 2). Proven togs vid ett bättre parti på sträckan.

6B Samma som ovan.

Bild 8 Skador på sträcka 2 (Nyrec 630).

Bild 10 Materialsläpp på sträcka 4 (provsträcka 1) med Nyrec 630.

Beläggningsprovernas status

Samtliga borrkärnor upplevdes som ”svampiga” och mjuka i fuktigt tillstånd. Många prov hade spruckit eller gick lätt att bryta sönder vid upptagningen från borrhålet (vägen var frusen vid provtagningstillfället men proven tinade snabbt vid borrningen). Bäst kvalitet på proverna erhölls vid de sektioner där konventionell emulsion hade använts (sektion 1 och 3) men även de hade samma mjuka konsistens.

I de flesta fall erhölls borrprov från det övre lagret (beläggningen lades i två lager, sammanlagt 120-130 kg/m2) på grund av att borrkärnorna gick sönder eller släppte mellan de två lagren. Receptet är detsamma för båda lagren. Foton på borrkärnorna framgår av bilderna 11-17. Av figur 17 framgår att sektionerna 3-5 ingår i VTIs ordinarie uppföljning (kontrollsträckor).

Tabell 10 Okulärbesiktning av de upptagna proverna.

Sektion Plats Provtagning Antal

prov Tjocklek mm Status Övrigt 1A H Bk 150 mm 2 50 Hela 1B H Bk 150 mm 2 50 Hela

2A H Spett 1 - - Prov tagna vid sämre parti

2B H Bk 100/ 150mm 3+1 26,26,15 & 30 1 hel, 2 trasiga, 1 delvis hel Prov tagna vid bättre parti

3A H Bk 150 mm 2 60, 30 Delvis hel+ Hel Prov tagna vid bättre parti

3B V Bk 150 mm 2 60, 30 Delvis hel+ Hel Prov tagna vid bättre parti

4A H Bk 150 mm 3 -25 T rasiga

4B V Bk 150 mm 2 -40 Delvis hel

5A H Bk 150 mm 2 -35 1 delvis he!+ 1 trasig

5B H Bk 150 mm 2 -45 Delvis hela

6A H Bk 150 mm 2 -30 Delvis hela Prov tagna vid bättre parti

6B H Bk 150 mm 2 -30 Delvis hela Prov tagna vid bättre parti

Bk= Borrkärna V = vänster hjulspår H = höger hjulspår

Bild 11 Borrprov från sektion 1. Diametern på proverna är 150 mm.

Bild 13 Borrprov från sektion 3. Diametern på proverna är 150 mm.

Bild 14 Borrprov från sektion 4. Diametern på proverna är 150 mm.

Bild 15 Borrprov från sektion 5. Diametern på proverna är 150 mm.

Bild 17 Saltkristaller som bildades på det uppspettade provet (2A) när det torkade.

Resultat av laboratorieanalyserna

Proven analyserades med avseende på bindemedelshalt och kornkurva. Analyserna genomfördes genom enkelprovning, dvs. ett prov per sektion undersöktes. Det innebar att två prov med diametern 150 mm undersöktes per. Proverna bör på grund av sitt dåliga skick betraktas som något störda (påverkade av skadorna) eftersom en del stensläpp och bruksförluster förekom på vissa kärnor. Några av proverna höll inte ihop vid borrningen utan provet togs på asfaltkakorna i borrhålet. Ett prov togs genom spettning av det översta beläggningslagret. Resultaten av analyserna framgår av figurerna 18-20.

Figur 18 Kornkurvor fö r samtliga analyserade prov.

1 Riktning A I Riktning B Provnr Status 1A Hel 1B Hel 2A Trasig 2B Ngt trasig (Pk 100 mm) 3A Ngt trasig 3B Sprucken 4A Trasig 4B Trasig 5A Trasig 5B Trasig 6A Hel 6B Trasig

Figur 20 Bindemedelshalter fö r samtliga analyserade prov (enkelprov).

Tabell 11 Bindemedelshalter fö r samtliga analyserade prov.

Prov nr Bindemedel Bindemedelshalt (% ) Status på analyserat prov 1A BE 60M/ 5.000 7,3 hel IB BE 60M/ 5.000 7,5 hel 2A Nyrec 630 6,1 trasig 2B Nyrec 630 7,0 hel 3A BE 60M/ 5.000 6,9 ngt trasig 3B BE 60M/ 5.000 7,0 sprucken 4A Nyrec 630 6,6 trasig 4B Nyrec 630 7,0 trasig 5A Nyrec 240 6,5 trasig 5B Nyrec 240 6,5 trasig 6A Nyrec 630 7,1 hel 6B Nyrec 630 6,0 trasig

Bindemedelshalt och kornkurva

Syftet med provtagningen var att bestämma hur mycket bindemedel som totalt fanns i beläggningen och genom detta bedöma hur mycket nytt bindemedel som blandades in i massorna samt hur kornkurvorna såg ut (t ex stenhalten). I följande avsnitt redovisas samtliga de provtagningar och labprovningar som gjorts (både av granulat, massa och borrkärnor från oktober 1998 samt mars 1999) avseende bindemedelshalt och kornkurva, bland annat för att se om resultaten skiljer sig vid

de olika provtagningarna. Det innebär att en del av resultaten från kvalitetskontrollerna även tas med i detta sammanhang (skadeutredningen).

Granulat (förprovning)

I samband med provvägsförsöket (mitten av juli) togs tre prov av granulatet. Bindemedelshalterna låg för de tre proven på 5,6, 5,9 och 6,1 vikt-% (medelvärde 5,9 vikt-%). Kornkurvan på granulatet var harmonisk och välgraderad. Den extraherade kornkurvan (figur 3) låg i det övre registret för ABT16-massa men med högt fillerinnehåll. Det tyder på att även AB S-beläggning förekom i granulatet.

Arbetsrecept

Beläggningen lades i två lager. Enligt PEAB Asfalt låg tillsatt emulsionshalt på 2,7 %. I början av objektet norr om Ljusne (Nyrec 630) och på sträckorna med konventionell emulsion var halten 3,0 % (ca 1,8-2,0 % restbitumen). Ca 10 % stenmaterial, fraktion 8-11 mm, inblandades i granulatet.

Massaprov från utförandet

Tabell 12 Bindemedelshalt på granulat och massaprov.

Prov Bindemedelshalt, vikt-%

Granulat 5,8

Massa:

Referens (BE 60M) 6,9

Nyrec 630 6,3

Kornkurvan för massaprov liksom granulat (extraherat) låg inom området för ABT16. Fillerhalten låg nära den övre gränskurvan (högt fillerinnehåll) medan andelen material över 2 mm låg nära den undre gränskurvan, vilket innebär att stenhalten var ganska hög.

Borrkärnor från hösten 1998

I oktober 1998 togs ett antal borrkärnor från provsträckorna. I de flesta fall erhölls borrkärnor av sämre kvalitet och endast ett fåtal bedömdes som provningsbara för mekaniska egenskaper. De prov som var hela hade mer eller mindre materialsläpp på mantelytan på grund av att det vatten som användes vid borrningen hade spolat bort bruk från mantelytan. Många prov var hela endast i den övre delen (några centimeter i ytan). Proven som togs mellan hjulspåren var sämre än de som togs i spåren.

På ett prov per sträcka (någorlunda hela prov) bestämdes bindemedelshalten som redovisas i tabell 13.

Tabell 13 Bindemedelshalt på borrkärnor hösten 1998 Provsträcka Bindemedelshalt, % Str 1, BE 60 M/5000 6,5 Str 2, Nyrec 630 6,5 Str 3, Nyrec 240 6,6 Borrkärnor från mars 1999

I tabell 14 ges en sammanställning över bindemedelshalterna.

Tabell 14 Sammanställning över på borrkärnor

från mars 1999. Sträcka 1) Bindemedel Bindemedels-halt (%) Status på analyserat prov 1 BE 60 M/5.000 7,4 hel 2 Nyrec 630 6,6 trasig-hel 3 BE 60 M/5.000 7,0 ngt. trasig 4 Nyrec 630 6,8 trasig 5 Nyrec 240 6,5 trasig 6 Nyrec 630 6,6 hel-trasig

1) Sträckorna 3-5 ingick i provvägen.

Proven från Nyrec-sträckorna uppvisade bindemedelshalter (6,5-6,8%) lägre än de med konventionell emulsion (7,0-7,4%). På sträcka 1 och 3 låg arbetsreceptet något högre än på övriga sträckor (med undantag av början på sträcka 2). Bindemedelshalterna kan i viss mån vara påverkade av bruks- och stensläpp som i sin tur kan betyda att beläggningen från början haft högre (vid brukssläpp) eller lägre (vid stenlossning) bindemedelshalt. De flesta proven togs dock på ytor som inte hade drabbats av skador eller hade skador i mindre omfattning. Endast i ett fall togs prov på skadad yta (spettprov) och där låg bindemedelshalten på 6,1 %. Kornkurvorna på extraherat material (figurerna 18-19) visade att stenhalten, > 4 mm, låg på ca 55 %. Spridningen mellan de olika delproven var relativt liten och nästan inom gränsvärdena för ABT16 (något mera filler förekom). Stenhalten är inte extremt hög och kornkurvan påminner därför mer om ABT16 än skelettasfalt.

Bedömning

En sammanställning över erhållna bindemedelshalter ges i tabell 15.

Tabell 15 Sammanställning över samtliga bindemedelshalter. Emulsionshalten

är omräknad till restbitumenhalt.

Strä Binde­ Granu- Granulat Arbets- För­ Massa Borr­ Borr­ -eka medel lat + 10% recept väntad 1998 kärnor kärnor

makadam Rest- bind.halt 1998 1999

1) 2) bitumen % % % % % % % 1 BE 60 M/5.000 5,9 5,3 1,8 7,1 - - 7,4 2 Nyrec 630 5,9 5,3 1,6 6,9 - - 6,6 3 BE 60 M/5.000 5,9 5,3 1,8 7,1 6,9 6,5 7,0 4 Nyrec 630 5,9 5,3 1,6 6,9 6,3 6,6 6,8 5 Nyrec 240 5,9 5,3 1,6 6,9 - 6,6 6,5 6 Nyrec 630 5,9 5,3 1,6 6,9 - - 6,6

1) Medelvärde av fyra prov (5,6, 5,9, 6,1, 5,8%)

2) Bindemedelshalten reducerad för makadaminblandningen (0,6 %)

Yid tillsats av 1,6 % bitumen (2,7 % emulsion) bör bindemedelshalten i beläggningen ha legat på ca 6,9 % (6,6-7,1%) i medelvärde. Yid tillsats av 1,8 % bitumen (3,0 % emulsion) bör bindemedelshalten ha hamnat på 7,1 % (6,8-7,3%) om granulatets bindemedelsinnehåll låg inom de gränser som de fyra prov som togs i samband med utförandet visade.

Sträckorna med konventionell emulsion uppvisade enligt provtagningen från mars 1999 (relativt hela prov) värden på 7,4 % resp. 7,0 %, dvs. i nivå med eller högre än arbetsreceptet. Även massaprovet ligger nära arbetsreceptet.

Sträckorna med Nyrec erhöll enligt borrkärnorna från 1999 bindemedelshalter på 6,5-6,8 % mot förväntade 6,9 %. Proven på massa och borrkärnor från 1998 gav bindemedelshalter på 6,3-6,6 %.

Erhållna resultat pekar mot att en mindre mängd bindemedel (emulsion) inblandats i granulatet än vad som framgår av arbetsreceptet. Enligt tabell 11 förekommer ytor med 6,0-6,1 % bindemedelshalt (gammalt + nytt bindemedel) och om emulsionsinblandningen varit så låg som resultaten pekar mot riskerar hållbarheten hos beläggningen att hamna på kritiska nivåer. De delar av beläggningen som klarat sig och som återspeglas av de borrkärnor som togs på förhållandevis oskadade ytor uppvisade bindemedelshalter på ca 7,0 %.

Bindemedelshalten kan allmänt sägas ligga på en relativt hög nivå beroende på det bindemedelsrika granulatet men mängden nytt bindemedel har sannolikt hamnat på en för låg nivå för en så starkt trafikerad väg som fallet är vid Ljusne. Massan

har inte heller kunnat härda ut ordentligt på grund av den kalla och regniga sommaren samtidigt som beläggningen har designats som ett bind- eller justeringslager för ytbehandling. Det innebär att en vilja har funnits att hålla nere bindemedelsinnehållet med tanke på eventuella deformationsrisker. Provnings­ resultaten pekar mot att ca 2,2-2,5 % emulsion inblandats för Nyrec-sträckorna, vilket enligt tidigare erfarenheter från konventionella emulsioner visat sig vara för litet för slitlager men acceptabelt för bärlager (som belagts med nytt slitlager innan vintern). Proven som togs på förhållandevis oskadade ytor visar att arbetsreceptet bör ha legat på 3,0 % emulsion även för Nyrec-sträckorna, vilket också från början var avsikten innan arbetsreceptet ändrades på grund av att massorna såg för feta ut. Enligt uppgift sågs tendenser till deformationer på vägen på nylagda massor, något som inte kunde verifieras vid spårdjupsmätning eller besiktning.

Stenmaterialkurvan påminner om en stenrik ABT16 men detta bör inte ha påverkat skadeutvecklingen. Separationer (som förekom) kan dock vara en bidragande faktor till uppkomsten av skadorna (där de började först).

Sammanfattande kommentarer

Sammanfattningsvis visar provvägen att Nyrec i detta fall inte gav massan den smidighet som förväntades av en obruten emulsion. Massan gick dock att lägga ut och packa utan problem och jämnheten blev relativt bra för en återvinningsmassa med inblandning av ett styvare bindemedel. Både förprovningen och borrkärnorna från vägen visade att de mekaniska egenskaperna hamnade på en högre nivå jämfört med konventionell emulsion baserad på mjukbi tumen trots att hålrumshalterna hamnade relativt högt. Orsaken till de materialsläpp som uppstod under vintern 1998/99 var främst för låg inblandning av nytt bindemedel i förhållande till de relativt stränga förhållanden som rådde på vägen. Eftersom återvinningsmassorna skulle användas som justerings- och bindlager på en väg med mycket tung trafik och inte som slitlager fanns en vilja att hålla nere bindemedelstillsatsen. Nyrec-sträckorna kom också att innehålla mindre andel bindemedel än de med konventionellt bindemedel, vilket sannolikt förklarar skillnaden mellan sträckorna.

Om Nyrec-emulsionerna bidragit till att beläggningen erhållit sämre beständighet än konventionell emulsion eller om de är olämpliga för den här typen av beläggningar/åtgärder/vägar är ännu så länge oklart. Kompletterande labprovningar rekommenderas, bland annat efter det nya konditionerings- förfarande som Peet Höbeda, VTI, utvecklat för beständighetstester på asfaltprov (VTI notat 54-1999, Undersökning av beständigheten hos AG 16 enligt ny metod och effekt av vidhäftningsbefrämjande tillsatser). I det förfarandet ingår känsligheten för vattenmättning, saltlösning och frys-töväxlingar. Ingenting från förprovningen i denna undersökning tyder dock på att kalla återvinningsmassor innehållande Nyrec har sämre beständighet mot vatten än konventionella massor. Bidragande orsaker till skadebilden på väg X583, Ljusne - Sandarna kan också vara den ”tuffa” vintern 1998/99 med stora temperaturvariationer, ett flertal i och urtjälningar, ibland regn, ojämna tjällyftningar på vägen, mycket tung trafik (oklart om kall återvinningsbeläggningar klarar detta), sopningen samt saltningen. Beläggningen har sannolikt inte heller hunnit härda ut ordentligt (viktigt) på grund av den kalla eftersommaren. De sträckor som lades efter semestern har erhållit de mest omfattande skadorna. Skadorna lär ha accelererat vid saltningen och för vissa material kan salt ha negativ verkan (osmotisk uppmjukning). På senare år har skador där saltet (mycket saltning) kan ha en viktig roll för skadeuppkomsten förekommit. Framför allt bärlager, som kan betraktas som bindemedelsfattiga massor, kan få kraftigt reducerad hållfasthet av saltlösning enligt färska undersökningar på VTI (Peet Höbeda, VTI notat 54-1999). Av fundamental betydelse för en beläggnings hållbarhet är dock att bindemedelsmängden inte är för låg, att materialet packats bra och att inte separationer förekommer i för stor utsträckning.

Det är viktigt att påpeka att beläggningen på väg 583 proportionerats med inriktning på justerings- och bindlager (skulle beläggas med ytbehandling 1999) och inte i första hand på slitlager. Det innebär att bindemedelsmängden medvetet

hållits nere och att stenmaterial inblandats i syfte att förbättra stabilitetsegenskaperna. Möjligen bör ytan ha ytbehandlats eller förseglats innan vintern så att den skyddats mot de kritiska påkänningarna som klimatet och den relativt stora trafikvolymen utsatt vägen för. Klimatpåkänningarna verkar vara extra stora i den del av Norrland där försöket gjordes (södra norrlandskusten) med mycket omväxlande kalla och varma perioder enligt mönstret från vintern

1998/99.

Bilaga 1

RST-mätning väg 583, Ljusne- Sandarne, 1998-09-24

IRI IRI IRI Spårdjup RRMS vä RRMS hö O bjekt Distans höger vänster medel 17 lasrar Mellan spår I spår

1 20 1,68 1,74 1,71 2,7 0,38 0,39 1 40 1,63 1,27 1,45 4,2 0,42 0,44 1 60 1,43 1,02 1,23 4,2 0,47 0,56 1 80 1,24 0,90 1,07 4,0 0,53 0,46 1 100 0,76 0,54 0,65 4,3 0,50 0,50 1 120 1,36 1,25 1,31 3,7 0,62 0,57 1 140 1,01 1,08 1,05 6,8 0,56 0,70 1 160 1,41 1,04 1,23 5,1 0,45 0,62 1 180 1,18 0,93 1,06 8,5 0,46 0,64 1 200 1,82 1,32 1,57 8,8 0,48 0,72 1 220 1,37 0,93 1,15 7,5 0,56 0,70 1 240 1,36 0,91 1,14 6,3 0,47 0,64 1 260 1,76 1,34 1,55 4,2 0,50 0,43 1 280 1,58 2,34 1,96 5,3 0,69 0,57 1 300 1,23 1,33 1,28 5,8 0,61 0,46 1 320 1,76 1,78 1,77 6,1 0,54 0,46 1 340 2,35 2,41 2,38 3,7 0,51 0,55 1 360 1,55 1,60 1,58 3,5 0,42 0,37 1 380 2,54 3,03 2,79 3,5 0,38 0,44 1 400 1,97 2,43 2,20 4,0 0,39 0,56 1 420 1,82 2,34 2,08 4,3 0,45 0,50 1 440 2,01 2,08 2,05 4,6 0,43 0,47 1 460 2,63 2,60 2,62 3,8 0,49 0,43 1 480 1,69 0,97 1,33 4,5 0,41 0,44 1 500 1,12 1,65 1,39 4,8 0,39 0,50 1 520 1,87 1,59 1,73 5,9 0,50 0,47 1 540 1,01 1,41 1,21 5,6 0,33 0,41 1 560 1,63 2,04 1,84 4,6 0,36 0,47 1 580 1,19 2,02 1,61 4,1 0,42 0,50 1 600 1,27 1,35 1,31 3,4 0,46 0,46 1 620 0,80 0,87 0,84 3,7 0,43 0,50 1 640 0,90 1,07 0,99 3,2 0,33 0,43 1 660 0,86 1,00 0,93 3,5 0,32 0,48 1 665 1,83 2,65 2,24 2,4 0,35 0,46 Medel: 1,52 1,55 1,54 4,7 0,46 0,51 Std.av: 0,47 0,63 0,52 1,5 0,09 0,09 2 20 3,42 4,09 3,76 3,6 0,58 0,51 2 40 1,75 1,86 1,81 3,7 0,59 0,53 2 60 1,65 1,49 1,57 3,7 0,61 0,55 2 80 1,35 1,31 1,33 2,8 0,58 0,53 2 100 0,99 1,27 1,13 1,9 0,60 0,57 2 120 1,33 1,37 1,35 2,9 0,58 0,63 2 140 2,82 3,38 3,10 3,5 0,54 0,59 2 160 2,25 2,94 2,60 2,3 0,60 0,59 2 180 1,66 1,80 1,73 2,3 0,70 0,66 2 200 1,52 1,40 1,46 2,4 0,89 0,72 2 220 1,43 1,21 1,32 2,6 0,66 0,62 2 240 1,65 2,16 1,91 2,4 0,66 0,61 2 260 1,71 1,69 1,70 1,7 0,75 0,66 2 280 1,77 1,70 1,74 1,9 0,64 0,61 2 300 2,57 1,65 2,11 2,1 0,63 0,57

Bilaga 1 2 320 2,54 1,94 2,24 2,4 0,72 0,67 2 340 1,93 1,47 1,70 3,1 0,67 0,61 2 360 1,08 1,16 1,12 3,5 0,57 0,59 2 380 1,16 0,98 1,07 2,5 0,60 0,57 2 400 1,14 1,17 1,16 2,3 0,65 0,65 2 420 1,14 1,30 1,22 1,7 0,58 0,54 2 440 1,93 1,78 1,86 2,0 0,55 0,55 2 460 1,53 1,39 1,46 2,1 0,65 0,59 2 480 1,18 1,41 1,30 2,0 0,59 0,60 2 500 1,52 1,33 1,43 2,0 0,54 0,60 2 520 1,57 1,28 1,43 2,7 0,60 0,63 2 540 1,19 1,59 1,39 3,7 0,58 0,63 2 560 1,56 2,03 1,80 2,0 0,52 0,63 2 580 2,40 2,07 2,24 2,3 0,63 0,60 2 600 2,17 2,34 2,26 3,1 0,58 0,52 2 620 1,01 1,07 1,04 5,3 0,59 0,53 2 640 1,47 1,26 1,37 3,9 0,59 0,56 2 660 1,65 1,32 1,49 4,1 0,61 0,62 2 680 1,31 1,80 1,56 2,9 0,56 0,54 2 700 1,28 1,93 1,61 3,0 0,62 0,51 2 720 1,76 2,77 2,27 3,9 0,69 0,52 2 740 1,49 1,64 1,57 3,6 0,59 0,48 2 760 1,82 1,53 1,68 2,7 0,62 0,50 2 780 1,66 1,44 1,55 3,4 0,70 0,50 2 800 1,20 1,15 1,18 2,9 0,49 0,52 2 820 3,84 2,04 2,94 4,3 0,56 0,52 2 840 1,62 1,58 1,60 2,8 0,58 0,52 2 860 2,53 1,86 2,20 3,2 0,56 0,63 2 880 1,93 1,90 1,92 2,0 0,62 0,77 2 900 1,06 1,84 1,45 1,5 0,55 0,68 2 920 1,48 0,99 1,24 1,7 0,57 0,62 2 940 1,94 1,54 1,74 2,4 0,70 0,58 2 960 1,61 2,14 1,88 3,4 0,61 0,51 2 980 1,19 1,03 1,11 4,2 0,53 0,56 2 1000 0,98 1,09 1,04 3,8 0,55 0,59 2 1020 1,11 1,11 1,11 3,0 0,55 0,63 2 1040 1,54 0,97 1,26 5,0 0,59 0,70 2 1060 1,85 1,75 1,80 4,7 0,60 0,67 2 1080 1,69 1,06 1,38 4,0 0,55 0,58 2 1100 1,88 1,66 1,77 4,2 0,60 0,68 2 1120 2,72 2,10 2,41 3,6 0,57 0,73 2 1140 1,16 1,24 1,20 3,2 0,55 0,65 2 1160 1,27 1,33 1,30 4,3 0,56 0,61 2 1180 1,04 1,76 1,40 4,1 0,61 0,61 2 1200 1,60 1,53 1,57 4,0 0,60 0,60 2 1220 1,49 1,36 1,43 6,6 0,61 0,70 2 1240 1,59 1,75 1,67 6,1 0,61 0,62 2 1260 1,54 1,87 1,71 3,6 0,56 0,53 2 1280 2,35 2,68 2,52 3,5 0,60 0,69 2 1300 2,27 2,18 2,23 3,0 0,53 0,61 2 1305 2,26 2,29 2,28 2,5 0,53 0,51 Medel: 1,70 1,68 1,69 3,1 0,60 0,60 Std.av: 0,57 0,57 0,52 1,0 0,06 0,06

Bilaga 1 3 20 3,38 3,26 3,32 1,9 0,69 0,59 3 40 1,18 1,73 1,46 2,8 0,72 0,53 3 60 1,48 1,27 1,38 3,3 0,67 0,51 3 80 3,03 3,11 3,07 2,7 0,87 0,61 3 100 2,59 2,53 2,56 4,3 0,63 0,64 3 120 1,81 1,82 1,82 3,9 0,68 0,59 3 140 3,08 3,32 3,20 3,6 0,67 0,60 3 160 3,49 2,43 2,96 3,9 0,65 0,73 3 180 1,46 1,34 1,40 4,2 0,57 0,62 3 200 1,66 1,62 1,64 1,6 0,63 0,67 3 220 1,87 1,48 1,68 2,4 0,63 0,71 3 240 1,58 1,49 1,54 2,4 0,61 0,74 3 260 1,05 0,96 1,01 1,8 0,61 0,68 3 280 1,37 1,48 1,43 2,7 0,78 0,70 3 300 0,78 1,07 0,93 3,4 0,57 0,66 3 320 1,53 1,21 1,37 3,7 0,63 0,67 3 340 1,15 0,89 1,02 3,1 0,68 0,51 3 360 1,40 1,07 1,24 3,1 0,78 0,66 3 380 1,65 1,48 1,57 3,2 0,70 0,59 3 400 1,09 1,29 1,19 2,6 0,64 0,62 3 420 1,93 1,87 1,90 4,5 0,86 0,84 3 440 2,92 2,66 2,79 2,6 0,69 0,61 3 460 1,42 1,63 1,53 2,1 0,63 0,62 3 480 1,97 1,67 1,82 3,3 0,64 0,64 3 500 1,61 2,41 2,01 3,5 0,73 0,72 3 520 1,43 1,74 1,59 2,7 0,92 0,69 3 540 1,55 1,64 1,60 2,3 0,71 0,77 3 560 3,00 2,01 2,51 3,0 0,89 0,76 3 580 2,39 1,75 2,07 2,4 0,78 0,77 3 600 2,01 1,54 1,78 2,8 0,80 0,63 3 620 1,38 1,01 1,20 3,4 0,88 0,73 3 640 2,63 2,95 2,79 2,7 0,86 0,72 3 659 2,62 1,85 2,24 2,6 0,73 0,67 Medel: 1,92 1,81 1,86 3,0 0,71 0,66 Std.av: 0,74 0,67 0,68 0,7 0,10 0,08 3 20 2,16 2,30 2,23 2,7 0,61 0,62 3 40 1,13 1,13 1,13 2,8 0,55 0,69 3 60 1,57 0,81 1,19 4,4 0,58 0,75 3 80 1,98 1,22 1,60 4,8 0,53 0,67 3 100 2,31 1,55 1,93 3,5 0,62 0,76 3 120 1,84 1,87 1,86 4,3 0,71 0,84 3 140 2,98 2,49 2,74 3,8 0,61 0,70 3 160 1,79 1,73 1,76 5,3 0,63 0,56 3 180 2,04 1,87 1,96 4,6 0,64 0,71 3 200 1,36 1,50 1,43 5,6 0,49 0,64 3 220 1,98 1,13 1,56 3,3 0,55 0,73 3 240 1,27 1,56 1,42 2,6 0,68 0,83 3 260 1,05 1,27 1,16 2,1 0,51 0,72 3 280 1,93 1,36 1,65 2,7 0,55 0,75 3 300 1,64 1,14 1,39 5,0 0,45 0,56 3 320 1,51 1,66 1,59 4,6 0,57 0,60 3 340 2,23 1,72 1,98 6,1 0,68 0,79 3 360 2,43 2,83 2,63 8,7 0,74 0,84 3 380 2,41 1,38 1,90 9,6 0,62 0,60 3 400 1,63 0,97 1,30 4,9 0,60 0,67 3 420 2,04 1,59 1,82 4,7 0,56 0,75

Bilaga 1 3 440 2,89 2,43 2,66 3,6 0,55 0,79 3 460 1,94 1,57 1,76 5,1 0,54 0,60 3 480 2,90 1,72 2,31 7,4 0,47 0,57 3 500 2,58 3,22 2,90 6,0 0,66 0,87 3 520 1,74 2,54 2,14 5,3 0,64 0,76 3 540 1,77 1,56 1,67 5,0 0,66 0,62 3 560 2,63 1,58 2,11 4,6 0,64 0,73 3 580 2,31 1,79 2,05 3,9 0,70 0,72 3 600 2,60 1,24 1,92 4,2 0,57 0,70 3 617 1,95 2,23 2,09 4,2 0,52 0,57 Medel: 2,02 1,71 1,86 4,7 0,59 0,70 Std.av: 0,51 0,56 0,46 1,7 0,07 0,09 2 20 3,41 3,69 3,55 3,1 0,77 0,97 2 40 2,01 1,71 1,86 3,0 0,92 0,81 2 60 2,78 2,36 2,57 3,1 0,68 0,63 2 80 1,47 1,60 1,54 2,9 0,61 0,61 2 100 1,80 1,41 1,61 3,1 0,55 0,61 2 120 1,77 0,73 1,25 4,4 0,58 0,65 2 140 1,75 1,38 1,57 3,8 0,46 0,62 2 160 1,71 1,35 1,53 2,9 0,53 0,65 2 180 2,07 1,06 1,57 4,4 0,55 0,68 2 200 1,30 1,35 1,33 2,7 0,58 0,66 2 220 1,24 0,99 1,12 1,7 0,55 0,60 2 240 2,11 1,53 1,82 2,5 0,51 0,60 2 260 1,73 1,41 1,57 2,7 0,58 0,74 2 280 1,65 0,91 1,28 2,5 0,51 0,63 2 300 1,50 1,93 1,72 3,5 0,52 0,62 2 320 1,50 0,78 1,14 3,5 0,64 0,70 2 340 1,07 1,01 1,04 2,5 0,53 0,62 2 360 1,78 1,36 1,57 2,2 0,49 0,63 2 380 1,56 2,24 1,90 3,3 0,46 0,51 2 400 1,50 1,46 1,48 4,0 0,50 0,54 2 420 1,85 1,16 1,51 2,1 0,51 0,51 2 440 3,18 2,13 2,66 3,9 0,48 0,56 2 460 1,52 1,90 1,71 3,3 0,56 0,58 2 480 1,52 1,38 1,45 3,0 0,58 0,62 2 500 1,85 2,24 2,05 1,9 0,57 0,64 2 520 2,27 3,21 2,74 1,5 0,64 0,66 2 540 1,18 1,34 1,26 2,4 0,55 0,60 2 560 1,13 1,38 1,26 2,5 0,55 0,59 2 580 1,67 1,56 1,62 2,7 0,53 0,57 2 600 2,64 1,45 2,05 2,3 0,52 0,58 2 620 1,16 2,15 1,66 2,8 0,54 0,63 2 640 0,94 1,10 1,02 3,5 0,56 0,74 2 660 1,31 1,86 1,59 3,4 0,51 0,68 2 680 1,71 1,51 1,61 3,2 0,47 0,59 2 700 1,84 1,37 1,61 4,7 0,46 0,58 2 720 2,36 1,91 2,14 6,2 0,47 0,55 2 740 1,89 1,99 1,94 6,6 0,39 0,52 2 760 1,78 1,57 1,68 4,6 0,46 0,58 2 780 1,45 1,55 1,50 5,7 0,55 0,60 2 800 2,19 1,15 1,67 6,2 0,57 0,58 2 820 1,19 1,43 1,31 4,0 0,49 0,57 2 840 1,81 1,58 1,70 6,4 0,48 0,59 2 860 2,07 1,74 1,91 5,1 0,53 0,61 2 880 1,70 1,52 1,61 3,6 0,48 0,54