Nr 159 1979 ISSN 0347-6049
159
Statens väg- och trafikinstitut : Fack : 58101 Linköping National Road & Traffic Research Institute - Fack - S-58101 Linköping - Sweden
Effekten av olika förstärkningsmetoder
för grusväg. Provsträckor vid Fornåsa
Lägesrapport 1979-05 i
Nr 159 - 1979 Statens väg- och trafikinstitut (VTI) - Fack - 581 01 Linköping
National Road & Traffic Research Institute - Fack . S-58101 Linköping - Sweden
ISSN 0347-6049
Effekten av olika förstärkningsmetoder
för grusväg. Provsträckor vid Fornåsa
Lägesrapport 1979-05
I N N E H A L L S F Ö R T E C K N I N G' Sid 1. BAKGRUND - 1 2. . BESKRIVNING AV VÄGEN 1 3. . UTFÖRDA MÄTNINGAR ' '2 3.1 Mätresultat '2 3.2 ' Planerade mätningar i 3
4.
BÄRIGHETSMÄTNING
.
3
5. KOMMENTARER5.1 Sprick- och skadeinspektion 5
6. SAMMANFATTNING 5
1.
BAKGRUND
På väg nr 211 delen Fornåsa - Skänninge utförde VFE under 1976 och 1977 förstärkning av grusvägen genom användning
av tre olika metoder nämligen I
(1) Cementstabilisering av grusvägens ytskikt
(2)
Påläggning av asfaltlösningsgrus (ALG) samt
(3) Påläggning av nytt grusbärlager. Samtligatre har därefter försetts med slitlager av oljegrus.
Då VTI på Vägverkets uppdrag följer utvecklingen beträf-' fande bärigheten och jämnheten på ett flertal provvägar i olika delar av landet för att undersöka inverkan av byggnads- och förstärkningsåtgärder ansågS-det från VTI:s
sida lämpligt att på denna mycket närbelägna väg utföra
mätningar och observationer av sträckornas tillstånd un-der ca 2-3 år och söka klarlägga den med de olikameto-derna uppnådda förstärkningseffekten och dess varaktighet.
Kostnaderna för undersökningarna bestrides med VTI:s egna
medel för FoU.
2.' BESKRIVNING AV VÄGEN
Väg 211 Fornåsa e Skänninge har en total längd av ca 10
km-och är av typen mindre länsväg med en körbanebredd av ca
6,5 m. På var och en av de tre sträckorna med olika
ut-förda förstärkningsåtgärder har 360 m uttagits för prov-belastning och observation (bil. 1).
Den del av vägen, som förstärktes genom påläggning av
nytt grusbärlager (s k gruslyft), utfördes under vintern
och sommaren -76, varvid ett lager om ca 10 cm grusbär-lager pålades. I innerkurvorna, där mera grus erfordra-des, pålades först ett naturgrus och därpå ett
grusbär-lager.
Delen utförd med cementstabilisering genom markblandê, 'ningsmetoden utfördes i juni 1977. Enligt förprovningen
erfordrades en cement- och vattenkvot på 8,0 resp. 4,7
vikt-%. Stabiliseringen utfördes med en färdigpackad tjocklek av 15 cm. Det gamla slitlagret av oljegrus
inblandades vid stabiliseringens utförande. Entrepre-_ nör för stabiliseringsarbetet var Skånska
Cementgjute-riet AB.
Förstärkning med lux3(asfaltlösningsgrus) utfördes på en sträcka av ca 4400 m i maj 1977. Hela vägbanan revs och justerades upp ca.5 cm med krossgrus. ALG utlades med en mängd av 180 kg/mz. Det använda stenmaterialet
var 0-25 mm och bindemedelshalten 4.7 vikt-%.
Asfalt-lösningstypen var RA 90. Samtliga av de tre sträckorna
har försetts med ett slitlager av 100 kg/m2 oljegrus.
3. " UTFÖRDA MÄTNINGAR
Tidpunkt för och typ av mätning som redovisas i denna
lägesrapport framgår av tabell 1.
Tabell 1. Mätningar och tidpunkt för dessa. Mätning 1978
Dynamisk prov- Mars, april, maj 'belastning sept.
Inspektion okt
3.1 Mätresultat
Resultat av mätningarna redovisas i bilaga 2 och 3.
3.2 Planerade mätningar
Av VTI planeras för 1979 fortsättning av redan påbörjad mätserie, för registrering av bärighet samt eventuella
skador.
4. BÄRIGHETSMÃTNING
'Bärighetsmätning har utförts av VTI med 5-tons fallvikts-apparat i 10 punkter på varje sträcka. Punkterna är be-lägna 1,5 m till höger, resp. vänster om vägens mittlinje
med ett avstånd mellan punkterna på 40 cm.
Bärighetsmätning med fallvikt innebär belastning med en dynamisk (kortvarig) kraft av ca 5 ton. Kraften ger
vägytan en kortvarig vertikaldeformation, som_till
stor-lek och tidsförlopp väl överensstämmer med deformationen,_ då ett lastbilshjul passerar med hastigheten ca 30 km/h;_ Den använda fallvikten vägde 150 kg och fallhöjden var
40 cm. Kraften överfördes till Vägytan via en styv platta' ø 30 cm, på underSidan försedd med en 6 mm räfflad gum-miskiva. I varje belastningspunkt utfördes minst tre
be-lastningar. För registrering av markytans
vertikaldefor-mation vid belastningen användes en geofon och en
digi-talminnesvoltmeter för signalens registrering.
Provbelastningarna i sept 1978 genomfördes med två
upp-ställningar för geofonen, en i belastningspunktens
cent-rum och en 60 cm därifrån. Med hjälp av deformationens
storlek (Sjunkningen) i belastninngtans centrum kan en
beräkning av E-modulen (medelmodulen för hela vägkrOppen)utföras enligt formeln
1.5 ° P E = ---- MPa rW a a d P = Belastning i N a = Belastningsplattans radie (mm) d = Sjunkningen i belastningsytans i mm VTI MEDDELANDE 159
Ur värdena på vägytans sjunkning i centrum av belast-Åningsytan och på visst avstånd (60 cm) från detta är det
med hjälp av speciellt framtagna diagram (VTI PM dec -78 möjligt att utvärdera såväl ytlagrets E-modul (i detta fall ALG, Cem.stab. resp gruslyftet), som medelmodulen för underliggande lager (i detta fall återstående del
av grusöverbyggnaden hos den ursprungliga gruSVägen +
undergrunden). De på detta sätt beräknade E-modulerna (El resp Eu) har redovisats i bil. 2 (sid 3).
5. KOMMENTARER.
Under 1978 gjordes 5 bärighetsmätningar. För varje sträcka har E-modulernas medelvärde och
standardav-vikelse beräknats och angivits i bilaga 2. Av bilaga 2 framgår bl a följande.
Tjällossningsnedsättningen av bärigheten var störst i.
början av april. ALG-sträckans mätvärde vid den tid-punkten är det lägsta förekommande. Den cementstabili-serade sträckans tjällossningsvärde är till storleken ungefär lika med de båda andra sträckornas mätvärden under sommartid. ALG-sträckan och bärlagergrussträckans mätvärden är nästan identiskt lika vid provningarna i
slutet av april samt under maj och september.
Cement-stabiliseringssträckan bärighet är genomgående högre än
de båda andra. Noteras bör emellertid att spridningen
hos mätvärdena är betydligt högre hos cementstabilise-ringssträckan än hos ALG- resp. bärlagergrussträckan.
Detta kan förklaras med svårigheten att tillverka en
stabilisering av jämn kvalitet med
markblandningsme-toden, beroende bl a på att variationen i grusmaterialets gradering längs vägen ofta är avsevärd.
De i bilaga 2 sid 3 angivna värdena på lagermodulen E1 visar stor spridning, vilket enl. tidigare liknande
prov-ningar får betraktas som normalt vid cementstabilisering VTI MEDDELANDE 159
av grusvägar. För sträckan uppgår standardavvikelsen hos
El till i 8425,_d v 5 variationskoefficienten
9
(standardavvikelse) är ca 130 0. medelvärde
5.1 Sprick- och skadeinspektion
Av bilaga 3 framgår att på ALG-sträckan kan en del bärig-hetsskador (krackeleringar) noteras; Tvärgående och
längsgående sprickbildning förekom dock icke på denna provsträcka.
På CG-sträckan förekom en hel del sprickor både längs;
gående och tvärgående. Tvärsprickfrekvensen (d V stvär-sprickornas sammanlagda längd: våglängden), uppgick till
0,13.
På sträckan med gruslyft slutligen finns praktiskt ta-get ingen bärighetsskada och ej heller några av tempe-raturväxlingar framkallade sprickor i OG-lagret av det slag som förekommer på CG-sträckan.
6. SAMMANFATTNING
De efter första provningsåret erhållna resultaten visar sammanfattningsvis att den genom provbelastning fast-ställbara bärigheten blivit något högre för den
cement-stabiliserade sträckan än för dem som förstärkts med ALG-lager resp. gruslyft.
Skadeobservationerna på vägytan ger emellertid starka antydningar om att ALG-sträckans bärighet icke är till-räcklig vid den rådande trafiken för att förhindra
bärig-hetsskador (krackeleringar). Däremot har sträckan med
gruslyft ännu klarat sig helt utan bärighetsskador. Detta förhållande visar således, att det relativt töjbara
'OG-lagret i det senare fallet har kunnat uthärda
trafik-spänningarna utan att synliga sprickor uppkommit. Så har
'däremot icke varit fallet med det hårdare och sprödare
ALS-lagret, som först erhållit utmattningsSprickor av
trafiken, vilka sedan fortplantats genom OG-lagret,
-Allt tyder således på att ALG-lagret, med den tjocklek det givits på denna väg, har gjort "mera Skada än nytta". För att kunna bevara OG-lagret intakt vid rådande under-grund och trafik hade ett tjockare ALG-lager erfordrats. Däremot antyder hittills erhållna resultat att det andra provade bundna bärlagret (15 cm CG) ej är underdimensio-.nerat, eftersom sträckan ej uppvisat bärighetsskador.
FORNÃSA 1978
7?_ a ..._1.,
_lad
- -< .551 I" 7 1 - :'C 4. . 1-*17'7T5" ! -rvL1 *erséaééh-3 | M. iM a
Gr'- r " "ni ;_..-| . .1..4 'unc'mvrpg fârárrwir s
ráqrr .(' »termijsvarzwg O aup .-... Å Lac-KJ '-'xmrp ..-._-.
dyrkan .'E.. 'i J . ...av ..,. .. LU;L ;5 A..+4-.____. _...._._.,.. A '1 .f' -VP.'-I? i /lUnavDC .JJ p 4 arlager ;Grusb F. .( , n: i* 'Yran :2.1 5.' .ä_ ä; Cementstab \ 1;';. « rcvi bmx? SL.
.v._vh »_L, y.. _ \ ,i 7 .4.0 aäl ñm .. av % -N... ._x_ \ g . \ n .. . I K 0 ' I. . ; N_ e a: . l I . I b'\
r / , ;s s ;G ra nd ixr 'ük wuuvr nr mw ml .. / "kr L .---u,...__. n\. g. r ,sv ._41 §-,. a \ au. m ._1
.-.... _N_ _ ,4 n UH Å'OQC ' .S
:1 Asfaltslösnivngsgrus
_ . _ m m f w _Vi . _ u : M h. M .V w J 0. im .. I . 7 4 .. . s .3 c... H W . m . 1 . . .1 .3 "1 9i. '.g-Ab-I' vnu _ C*.Vw Är 7.. , . .. .vi : L . ,_ ,. I-anv ,. \ Å . ».a»wqu-' I I 31'??500 400 300 200 100 500 400 sm) 200 100 15ciL: 4500 400 300 MM 100
UY NAMISK E-MODUL ( MEDELMODUL) MPO
ERI-IÃLLEN VID BELASTNING PÅ VÄGYTAN :
1978
ALGD
MARS! APRW ' I MAJI SEP
A°A° Spå/v:IA'»f7":-=ä'.°':å::
°°<°qu°0°0>o°° . ...o..J
11
i
3
ll
I ' r
i
I
I'
VTI MEDDELANDE 159 Bilaga 2 sidan 1Bilaga 2 sid 2 FORNÄSA 1978 CG- 1978
Grusöverbyggn. 1978 ALG 1978
PktNr 0330 0411 0427 0512 0921 0330 0411 0427 0512 0921 0330 0411 0427 0512 0921
1
268 163 208 200 222 304 188 284 203 188 169 160 270 279 239
2-
271 '146 205 197 168 221 125 210 179 157_ 163 152 210 197 181
3
262 166 233 214 196 327 220 334 318 332 143 151 274 264 288
4
265 143 168 1776 167 301 178 219 220 211 131 125 206 217 183
5
'290. 178 256 233 211 688 359 664 578 564' 106
66 126 161 206.
6
'217 '146 186 195 167 718 281 482 390 312
82
96 6169 192 '188
7
'328 235 294 300 259 386 283 507 339 222 -100 114 215 233 222
8
306 190 208 217. 231 259 154 190 193 179 206 158 238 230 312
9
'298 217 294 274 306 290 195 286 220 218' 154
87 296 289 279
10,
286 145 170 175' 165 4406 _249 271 256 239 '186 130 216 230 177
MV
279 173 222 218 209 390 223 345 _290 262 144 124 222 .229 217
s
30' 32
46
40
47 173
70 155 123 120
40 33
51
4
40
.VTI MEDDELANDE 159
Bilaga 2 sid 3
Lagermoduler (E1) resp. underlagsmoduler (Eu) för
CG-sträckan beräknade med hjälp av Chevron-progr.
PrOVpunkt
Elxmpa
Eu MPa
1
' 3000
70
2
3500
50
3
6500
100
4
.
2500
80
5
30000
130
6
6000
100
7
3000
-80
8
2000
100
9
2700
90
10
5000
80
Mdv 6400 ,
90
x) Värdena avser ytlagrets beräknade modul (E1) resp
underlagets beräknade medelmodul (Eu) baserade på resultatet av 2-punktsmätning med fallviktsapparat1978509-21.
U-w- v .nu :nu: L.z\uvvçaf'r\UlUf\ULL. VHUUKEUU DD M.
i
.
)
(
pRo\/VÄG:/DK/m5;2 ' A71.:-
DATUM: 20 . SIGN:
_ é '
Amra
ä 2 'EM-W 1-'V WTSDUM?? VTI MEDDELANDE 159:gruärajl_CÃUWJC.C_)CFF. <IGGÃUCC O 3. . _ WFLw MSV .N .x .\
vwâä? Mmêâå
äta
.
3.82" mmâms
maz".
xQ_åääm.
<HH EMUUWHLPZUM ;mou uu: l-l\ll\.ll\\Jl I\V!V1\UL.L. 0 m. SlD 3
/ .
PROVVÄG: ?Mn/;9579
DATUszzâ/Oaâä ^ SIGN:
\.
:al: ri.:..f\.4r\. _w(.c«/Cr|r. <ICCm/ncc, C 1-. 0:10m_q
?3235H Nambxämh nmåhääuhw
. 0>._.CZ".M%\Q.NQ
möz"
:auquñäm.C2012C.C?Crr. SEGGIUCC O 3. me ...10 0\
.vmoêä " á ?30% gemmm å.®§b
gäzuåxâs
maz"
_
4
m
IHQFCLHHUNDFNUIUÄULL. VAUUHtUU 5 M. BW?? $|°*6 ."/ , »' ?7 J f a # ,' z"- .V4 JMS/p Q* u v' w i 1,7 §7/ , D
