Provväg riksväg 26 Skultorp : uppföljning av provsträckor med aktiv design

(1)

Håkan Carlsson

Provväg Riksväg 26 Skultorp

Uppföljning av provsträckor med aktiv design

VTI notat 33-2015

|

Pr

ovväg Riksväg 26 Skultorp. Uppföljning av pr

ovstr

äck

or med aktiv design

www.vti.se/publikationer

VTI notat 33-2015

Utgivningsår 2016

(2)

(3)

VTI notat 33-2015

Provväg Riksväg 26 Skultorp

Uppföljning av provsträckor med aktiv design

Håkan Carlsson

(4)

Diarienummer: 2014/0509-9.3

Omslagsbild: VTI/Mikael Bladlund, VTI/Hejdlösa Bilder Tryck: LiU-tryck, Linköping 2016.

(5)

Förord

VTI har fått i uppdrag av Trafikverket att genom fallviktsmätning och analys av

vägytemätningar följa upp provsträckor med olika förstärkningslager och sträckor för

aktiv design samt olika utförare på Riksväg 26 vid Skultorp i Västergötland. Projektet

inleddes 2005 med en fallviktsmätning strax efter att vägen färdigställts och upprepades

igen 2014. Årliga vägytemätningar har även utförts på vägsträckan.

Kontaktperson på Trafikverket för projektet har varit Carl-Gösta Enocksson som också

deltagit och bidragit i analysen av resultaten. Från VTI har Mikael Bladlund och Terry

McGarvey även deltagit i projektet genom att bland annat bistå med mätningar och

dataanalys.

Linköping, december 2015

Håkan Carlsson Projektledare

(6)

Process för kvalitetsgranskning

Extern peer review har genomförts 25 november 2015 av Carl-Gösta Enocksson Trafikverket. Håkan Carlsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Forskningschef Anita Ihs har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 15 december 2015. De

slutsatser och rekommendationer som uttrycks är författarens/författarnas egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning.

Quality review

External peer review was performed 25 November 2015 by commissioner Carl-Gösta

Enocksson, Swedish Transport Administration. Håkan Carlsson has made alterations to the final manuscript of the report. The research director Anita Ihs examined and approved the report for publication on 15 December 2015. The conclusions and recommendations expressed are the author’s and do not necessarily reflect VTI’s opinion as an authority.

(7)

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 7 Summary ... 9 1. Inledning ... 11 2. Syfte ... 12 3. Provsträckor ... 13 4. Mätningar ... 17 4.1. Fallviktsmätningar ... 17 4.2. Vägytemätning ... 18 5. Mätresultat ... 19 5.1. Fallviktsmätningar ... 19 5.2. Vägytemätning ... 25 6. Slutsatser ... 34 Referenser ... 35

Bilaga 1 Kornstorleksfördelning förstärkningslager ... 36

(8)

(9)

Sammanfattning

Provväg Riksväg 26 Skultorp. Uppföljning av provsträckor med aktiv design

av Håkan Carlsson, VTI

På uppdrag av Trafikverket har VTI utfört fallviktsmätningar och analys av vägytemätningar på ett vägobjekt på Riksväg 26 vid Skultorp söder om Skövde. Det aktuella vägobjektet åtgärdades med ny vägkonstruktion bestående av en 2+2-väg (”smal motorväg”) med mitträcke som öppnades för trafik 2005. Den skyltade hastigheten på vägen är 100 km/h. Trafikmängden per riktning är enligt senaste mätningen ÅDT cirka 4 500–5 200 varav ca 600 tunga fordon. Inom vägobjektet anlades tre provsträckor inkl. referenssträcka med olika typer av förstärkningslager och en sträcka med tunnare asfaltbeläggning för analys av aktiv design samt 1+2 sträckor för uppföljning av referenskonstruktionen utförd av tre olika entreprenörer. Mätningarna syftar till att utvärdera de olika konstruktionstyperna och utförande genom analys av skillnader och förändring i styvhet och spårbildning under 9 års trafik, från trafikpåsläpp 2005 fram till 2014. Tre korta provsträckor à 100 meter anlades med olika fraktioner på förstärkningslagret (FL), 0– 150 (sträcka 1), 0–300 (sträcka 2) och 0–90 mm (sträcka 3), med tjocklekar och

vägkonstruktionen i övrigt den samma. Till det lades också en 700 meter lång provsträcka för att analysera aktiv design med avseende på packning av den obundna överbyggnaden. På den sträckan (sträcka 4) utfördes ett utökat packningsarbete samtidigt som beläggningstjockleken minskades med 15 mm, från nominella 160 mm till 145 mm. Till det hör också en 400 m lång referenssträcka (sträcka 5) med normalt packningsarbete och nominell beläggningstjocklek på 160 millimeter. Även två andra referenssträckor (sträcka 6 och 7) à 200 meter med samma uppbyggnad men som utfördes av två andra entreprenörer har följts upp. Vägen öppnades för trafik hösten 2005 och då trafikerades bindlagret. Slitlagret lades cirka ett år senare, sommaren 2006.

Fallviktsmätning har utförts vid endast två tillfällen. Det första mättillfället var september 2005 strax innan vägavsnittet öppnades för trafik. Det andra mättillfället var september 2014, efter 9 års trafik. Vägytemätningar har utförts årligen på vägobjektet inom Trafikverkets ordinarie program för vägnätsmätningar, dock med en del bortfall i mätdata. Data för analys av vägyte-mätningarna från körfält K1 är hämtade ur Trafikverkets databas PMSV3. Fokus har lagts på uppmätta maximala spårdjup i vänster och höger spår.

Generellt visar fallviktsmätningen på att vägen har en hög bärighet. Det är stor skillnad i

mätresultat och styvhet mellan mätningen innan trafikpåsläpp 2005 och den 2014, där det var en betydligt lägre styvhet 2005 än 2014. Vid mätningen 2014 var det full beläggningstjocklek med slitlager samtidigt som vägen satt sig och packats under många års trafik. Mätningen 2014 får därför anses bäst visa vägens tillstånd under åren den har varit i bruk.

Resultaten från vägytemätningen uppvisar en tydlig skillnad i spårutveckling mellan norrgående riktning och södergående riktning, med betydligt kraftigare spårutveckling i norrgående

riktning. En bidragande orsak till det är troligen den något större trafikintensiteten norrut i jämförelse med söderut. Enligt senaste mätningen det skiljer ca 5–5,5 procent mellan

riktningarna. Även tidigare trafikmätningar har visat på en högre trafikintensitet i norrgående riktning och då huvudsakligen bestående av fler personbilar.

Vid en jämförelse mellan de tre sträckorna med olika förstärkningslager så är det referens-sträcka 3 med FL 0–90 millimeter som uppvisat bäst resultat i mätningarna. De beräknade töjningarna från fallviktsmätningen är cirka 7–9 procent större på sträcka 1 med FL 0–150 och sträcka 2 med FL 0–300 mm. Omräknat i teoretisk livslängd betyder det cirka 30 procent fler

(10)

tillåtna standardaxlar på sträcka 3 än på sträcka 1 och 2. Även vägytemätningen visar på en kraftigare spårdjupsökning per år på sträckorna 1 och 2 än på referenssträcka 3.

När man ser på sträckorna för jämförelse av aktiv design omfattande sträcka 4 med utökat packningsarbete men tunnare beläggning och referenssträcka 5 så framgår det att den utökade packningen inte har lyckats kompensera den tunnare asfaltbeläggningen. Initialt visar fallvikts-mätningen endast på något högre påkänningar på sträcka 4 med tunnare beläggning än på referenssträckan (sträcka 5) och spårdjupsmätningen på bindlagret efter ett års trafik uppvisar likartad spårbildning på båda sträckorna. Senare mätningar visar dock på tydligt högre

påkänningar (ca +13 %) på sträcka 4 än på referenssträcka 5. Även spårdjuptillväxten har varit kraftigare på sträcka 4 än sträcka 5. Dock bara ca 3 procent större i genomsnitt, men inom vissa områden så mycket som cirka 25 procent större på sträcka 4 än på sträcka 5. Sammantaget visar det på en sämre utveckling för sträcka 4 med utökat packningsarbete och tunnare asfaltbelägg-ning än för sträcka 5 med normal uppbyggnad. Samtidigt bör det framhållas att sträcka 5 är bättre än lägsta kravgräns med avseende på packning, vilket medför att skillnaden mellan sträckorna inte är så stor som man teoretiskt antagit vid minskningen av beläggningstjockleken. Det gör att jämförelsen mellan sträcka 4 och 5 blir något missvisande på grund av avvikelsen i verkligheten mot vad som antagits teoretiskt i byggskedet.

Jämförelsen mellan sträckorna byggda av olika entreprenörer uppvisar inga tydliga skillnader. Undantaget är dock att spårdjupsutvecklingen i norrgående riktning på sträcka 6 (entreprenör 2) varit betydligt kraftigare än på övriga jämförbara sträckor. I övrigt är skillnaderna mellan dessa sträckor väldigt små, särskilt med tanke på att de ligger utspridda över en längre sträcka och att förutsättningarna för sträckorna därför kan skilja.

(11)

Summary

Field test on road 26 at Skultorp. Survey of test sections performed with active design

by Håkan Carlsson (VTI)

On behalf of the Swedish Transport Administration, VTI has performed falling weight measurements and analysis of surface profile measurements on road 26 at Skultorp south of Skövde. At the current location a new road was constructed consisting of a 2 + 2 carriage way ("narrow highway") with a barrier in the center. It opened for traffic in 2005. The speed limit on the road is 100 km/h. The amount of traffic in each direction, according to recent measurement, is ÅDT (annual average daily traffic) about 4 500–5 200 vehicles, of which about 600 heavy vehicles. Within the road project it was built three test sections (incl. reference section) with different subbase material and an additional section with thinner asphalt pavement for analysis of active design and 1 + 2 sections for monitoring the reference structure constructed of three different contractors. The measurements intended to assess the different construction types and performance by analyzing the differences and changes in stiffness and rutting under 9 years of traffic, for traffic from 2005 to 2014.

Three short test sections, each 100 meters, were constructed with different fractions of the subbase layer, 0–150 (sect. 1), 0–300 (sect. 2) and 0–90 mm (sect. 3), with thicknesses and pavement design otherwise the same. Further there was also a 700-meter-long test section for analyzing the active design with respect to the compaction of the unbound pavement. On this section (sect. 4) it was performed an increased compaction while the asphalt pavement thickness was reduced by 15 mm from the nominal 160 mm to 145 mm. As reference to that it was also included a 400 m long reference section (sect. 5) with normal compaction work and the nominal asphalt pavement thickness of 160 millimeters. Two other reference sections (sect. 6 and 7) à 200 m with the same structure but which was carried out by two other contractors have been followed up. The road was opened to traffic in autumn 2005 and then trafficking the binder layer. The surface layer was done about a year later, in summer 2006.

Falling weight measurements have been performed on only two occasions. The first

measurement occasion was in September 2005 just before the road was opened for traffic. The second measurement was in September 2014, after 9 years of service. Road profile surveys have been carried out annually on the road within the Transport Administration's annual program of road network surveys, although with some loss of data. Data for the analysis of profile

measurements from the lane K1 (right lane) is taken from the Swedish Transport

Administration's database PMSV3. The focus has been on the measured maximum rut depth of the left and right track.

Generally the results of falling weight measurements show a road with very high bearing capacity. There is a big difference in the measurement results and stiffness between the survey before opening for traffic in 2005 and the second measurement 2014, where there was a significantly lower stiffness 2005 than in 2014. At the measurement 2014 it was full asphalt thickness and at the same time the road has consolidated and become compact over many years of service. Therefore, the measurement 2014 best represent the road condition over the years it has been in use.

The results of the profile measurements indicate a clear difference in rut propagation between the northbound and southbound direction, with a much higher propagation in the northbound direction. A contributing factor to this is probably the slightly higher traffic intensity

(12)

5 to 5.5 percent between the directions. Earlier traffic measurements have also shown a higher intensity of traffic in the northbound direction and mainly due to more private cars.

In comparison between the three sections with different subbase it is the reference section 3 with subbase 0–90 millimeters that has shown the best results in the measurements. The calculated strains from falling weight measurement is approximately 7–9 percent higher on section 1 with subbase 0–150 and section 2 with subbase 0–300 mm. Expressed in theoretical service life it means about 30 percent more permissible standard axles on section 3 than on section 1 and 2. The profile measurement also shows a higher rut propagation per year on section 1 and 2 than the reference section 3.

When you look at the sections for the comparison of active design at section 4 with extended compaction but thinner asphalt layer and the reference section 5 it appears that the extended compaction has not managed to compensate for the thinner asphalt pavement. Initially shows the falling weight measurement only slightly higher stress level on section 4 with thinner asphalt pavement than the reference section (sect. 5) and the profile measurement at the binder layer after one year (first) of trafficking has similar rutting on both sections. Later

measurements, however, show significantly higher stresses (approximately + 13%) on section 4 than the reference section 5. The rut propagation has also been higher on section 4 than section 5. But only about 3 percent more on average, but in some areas as much as about 25 percent higher on section 4 than section 5. Altogether, the development of section 4 with extended compaction and thinner asphalt pavement is worse than section 5 with normal design and construction. However, it should be noted that section 5 is better than the lowest requirements with respect to the compaction. This means that the difference between the two test sections are not as great as theoretically adopted in the reduction of asphalt pavement thickness. It makes the comparison between the section 4 and 5 slightly misleading because of the deviation in reality to what is assumed in theory in the design phase.

The comparison between the sections built by different contractors show no clear differences. The exception is the rut propagation of the northbound section 6 (contractor 2) which has been significantly higher than other comparable sections. Otherwise, the differences between these sections are very small, especially considering that they are spread over a longer distance and that the local conditions of the sections therefore may differ.

(13)

1. Inledning

På uppdrag av Trafikverket har VTI utfört fallviktsmätningar och analys av vägytemätningar på ett vägobjekt på Riksväg 26 vid Skultorp söder om Skövde. Den första fallviktsmätningen utfördes 2005 innan vägen öppnades för trafik och senaste fallviktsmätningen gjordes hösten 2014. Mätningarna gjordes i högra körfältet (K1) i båda riktningarna. Vägytemätningar har utförts årligen inom det normala mätprogrammet för Sveriges vägnät.

Det aktuella vägobjektet åtgärdades med ny vägkonstruktion bestående av en 2+2-väg (”smal motorväg”) med mitträcke som öppnades för trafik hösten 2005. Den skyltade hastigheten på vägen är 100 km/h. Trafikmängden per riktning är enligt senaste mätningen ÅDT ca 4500-5200 fordon varav ca 600 tunga fordon. Inom vägobjektet anlades tre provsträckor inkl. referens-sträcka med olika typer av förstärkningslager och en referens-sträcka med tunnare asfaltbeläggning för analys av aktiv design samt sträckor för uppföljning av referenskonstruktionen utförd av tre olika entreprenörer.

(14)

2. Syfte

Syftet med projektet är att med resultaten från utförda mätningar som underlag följa upp och utvärdera de olika konstruktionstyperna och utförandena genom analys av skillnader och förändring i styvhet och spårbildning under 9 års trafik, från trafikpåsläpp fram till 2014.

(15)

3. Provsträckor

Inom vägobjektet har det anlagts 7 avsnitt för olika uppföljning/provsträckor med olika inriktning. Dokumentationen och mätningar under byggandet utfördes av entreprenören och uppgifterna nedan är ett utdrag ur den dokumentation som funnits tillgänglig. I tabell 1 nedan visas en översiktlig redovisning av uppbyggnaderna av de olika sträckorna. Tre korta

provsträckor à 100 m anlades med olika fraktioner på förstärkningslagret. Tjocklekarna och vägkonstruktionen i övrigt är den samma mellan sträckorna. Förutom referenssträckan som byggdes med fraktion 0-90 mm på förstärkningslagret så byggdes även sträckor med fraktion 0-150 mm och 0-300 mm. Till det lades också två sträckor för att analysera aktiv design med avseende på packning av den obundna överbyggnaden. Förutom en 400 m lång referenssträcka med normalt packningsarbete utfördes en 700 m lång provsträcka med utökat packningsarbete där beläggningstjockleken minskades med 15 mm, från nominella 160 mm till 145 mm. Som ett komplement till den 400 m långa referenssträckan har även uppföljning och analys gjorts av en sjätte och sjunde sträcka a´200 m som har samma uppbyggnad men som utfördes av två andra entreprenörer.

Tabell 1. Provsträckor med nominell uppbyggnad på Rv26 Skultorp.

Provsträcka 1 2 3 4 5 6 7 Sektion 3500-3600 3600-3700 3700-3800 3900-4600 4600-5000 6110-6310 8850-9050

Utförare Entrepr.1 Entrepr.1 Entrepr.1 Entrepr.1 Entrepr.1 Entrepr.2 Entrepr.3

Prov F-lager 0-150 F-lager 0-300 F-lager 0-90 tunnare asfalt referens asfalt Entrepr. 2 Entrepr. 3 Slitlager Utfört 2006 35 mm ABS11 35 mm ABS11 35 mm ABS11 35 mm ABS11 35 mm ABS11 35 mm ABS11 35 mm ABS11 Bindlager 60 mm ABb22 60 mm ABb22 60 mm ABb22 55mm ABb22 60mm ABb22 60 mm ABb22 60 mm ABb22 Bundet bärlager 65 mm AG22 65 mm AG22 65 mm AG22 55mm AG22 65mm AG22 65 mm AG22 65 mm AG22 Obundet bärlager 80 mm 80 mm 80 mm 80 mm 80 mm 80 mm 80 mm F-lager 760 mm (0-150) 760 mm (0-300) 760 mm (0-90) 760 mm (0-90) 760 mm (0-90) 760 mm (0-90) 760 mm (0-90) Utskiftning (saGr/ grSa) 40 cm sektion 3540-3600 40 cm sektion 3600-3670 60 cm Sektion 3670-3700 60 cm sektion 3800-3900 60 cm sektion 3900-3950 40 cm sektion 4080-4450 60 cm sektion 4660-5060

Undergrund Sand/silt Sand/silt Sand/silt Sand/silt Sand/silt Sand Sand

Vägen öppnades för trafik hösten 2005 och då trafikerades bindlagret. Slitlagret lades cirka ett år senare, sommaren 2006.

(16)

Undergrunden består huvudsakligen av sand och inom vissa partier förekommer det silt. I dessa partier har utskiftning gjorts enligt Tabell 1. Sträcka 7 ligger till stor del på bank medan övriga sträckor huvudsakligen ligger i marknivå.

I bilaga 1 redovisas siktkurvor från analysen av kornstorleksfördelningen på förstärkningslager på sträcka 1-3. Siktanalysen visar att förstärkningslagren (FL) 0-150 och 0-300 mm ligger inom de gränskurvor som finns medan FL 0-90 mm klarar de yttre gränskurvorna men har en brist i det sandiga mellanregistret. Det gör att FL 0-90 mm är lite mer ensartad än optimalt.

Packningskontrollen har gjorts med statiskt plattbelastning och yttäckande packningskontroll genom vältmätare på en HAMM 22 tons vält. För att dokumentera packningen av de obundna lagren på sträcka 1-3 togs ett samband fram av entreprenören mellan vältmätarvärden (HMV) från den yttäckande packningskontrollen och Ev2_{enligt statiskt plattbelastning enligt följande:}

Ev2 = 0,8183*HMV+109,59 (R2 = 0,85) Formel 1

Ev2_{= Deformationsmodul (MPa) andra belastningsserien}

HMV = Vältmätarvärde från yttäckande packningskontrol

Från de uppmätta vältmätarvärdena på grusbärlagret beräknades Ev2_{för respektive provyta enligt}

Tabell 2.

Tabell 2. Beräknade deformationsmodul Ev2 per sträcka

Sträcka Förstärkningslager Medelvärde Ev2 _{Std.avvikelse Ev}2

1 0-150 167,7 MPa 7,0 MPa 2 0-300 182,8 MPa 7,3 MPa 3 0-90 176,4 MPa 6,7 MPa

Av tabell 2 framgår att sträcka 1 har något lägre deformationsmodul än de andra två sträckorna men att alla tre sträckorna med god marginal klarar kravet på 150 MPa enligt ATB VÄG på Ev2

för medelvärde på kontrollyta. Det bör dock påpekas att plattbelastning på grövre material som 0-300 mm och till viss del även 0-150 mm medför en viss osäkerhet och känslighet för plattans placering. Enligt metodbeskrivning 606:1993 bör det helst inte vara stenar i ytskiktet större än ¼ av plattdiametern (30 cm), men även något under ytskiktet kan stenstorleken ha en inverkan på mätresultatet. Det grova stenmaterialet (främst 0-300) kan också ha en osäkerhet vad gäller stabilitet. Ett grovt material kan ha en hög styvhet vid belastning genom kontakt sten till sten men ha en bristande stabilitet genom att det grova stenskelett saknar mindre/finare material som ett bruk mellan de stora stenarna. Det medför att de kan röra sig vid upprepade

trafik-belastningar och på det sättet uppkommer en deformation som visar sig som spårbildning på ytan.

Om inte yttäckande packningskontroll (vältmätare) används är kravet enligt ATB VÄG 2002 på Ev2_{= 140+k*stdavv, vilket betyder ca 150 MPa vid medelvärde för kontrollyta. Om yttäckande}

packningskontroll används så är kravet att de svagaste punkterna detekterade med vältmätare ej får understiga 125 MPa som enskild punkt. För att kunna minska asfalttjockleken med 15 mm på sträckorna vid kontroll med aktiv design (sträcka 4 i förhållande till sträcka 5) är kravet för resultaten från plattbelastning att deformationsmodulen ska vara 30 % högre än normalt, d.v.s. ca 195 MPa för medelvärde på kontrollyta respektive 160 MPa för enskilt lägsta punkt. Detta med utgångspunkt i det samband som Trafikverket tagit fram för objektet där ökad styvhet på de

(17)

obundna lagren har korrelerats mot minskad beläggningstjocklek, enligt Figur 1. Det konkreta sambandet är framtaget för detta vägobjekt med utgångsvärden i de nominella styvhetsvärdena enligt Trafikverkets dimensioneringssystem PMS Objekt och är i första hand tillämpligt på ca + 25 % avvikelse från kravnivån på Ev2_.

Figur 1. Trafikverkets samband mellan uppmätt Ev2 och reducerad beläggningstjocklek

En korrelation mellan resultaten från vältmätaren (HMV-värde) och Ev2_{från plattbelastning har}

tagits fram av entreprenören för att bestämma packningsgraden på ytan med sträcka 4 och 5.

Ev2 = 2,673*HMV+84,866 (R2 = 0,82) Formel 2

Ev2_{= Deformationsmodul (MPa) andra belastningsserien}

HMV = Vältmätarvärde från yttäckande packningskontrol

De resultat som finns från den yttäckande packningskontrollen på bärlagret visar att på sträcka 4 med tunnare asfaltbeläggning är 93 % av värdena inom området 173-214 MPa. Motsvarande värden på referenssträcka 5 är 97 % inom området 148-213 MPa. Med den homogena packningsgraden anser entreprenören (entreprenör 1) att kravet på minst 30 % högre

deformationsmodul (Ev2_{) än kravgränserna är uppfyllt och därmed kan beläggningstjockleken}

minskas med 15 mm med bibehållen bärighet, enligt riktvärden i Figur 1 framtagna av

Trafikverket. Ser man närmare på mätresultaten från packningskontrollen ligger medianvärdet för Ev2_{på sträcka 4 på ca 193 MPa och det lägsta värdet på ca 132 MPa. Motsvarande värden}

för referenssträcka 5 är 180 MPa respektive 122 MPa. Jämför man dessa värden framgår det att det bara är en skillnad på ca 7-8 % mellan sträckorna med avseende på deformationsmodul. Nu har även referenssträcka 5 i medeltal en högre styvhet än lägsta kravgräns vilket därmed medför att skillnaden mot den mer packade provsträcka 4 blir mindre. Det gör att jämförelsen mellan sträckorna inte blir riktigt rättvisande. Med en skillnad på ca 7-8 % i deformationsmodul skulle beläggningstjockleken endast kunna minskas med ca 5-7 mm på sträcka 4 för att få en likvärdig

(18)

konstruktion med referenssträcka 5. Reduktionen med 15 mm utgår från antagandet att

deformationsmodulen på referenssträckan ligger på den lägsta kravgränsen, vilken den inte gör i verkligheten. Det gör att jämförelsen mellan sträcka 4 med tunnare asfaltbeläggning och

referenssträcka 5 blir något missvisande. I det sammanhanget kan man utrycka det som att referenssträckan är ”för bra” för att fungera som validering av sambandet angivet i Figur 1. Samtidigt är det normala att deformationsmodulen ligger med en viss marginal över den lägsta kravnivån, vilken också framgår av styvheten på sträcka 1-3 som i medeltal har deformations-modul på ca 170-180 MPa, vilket ligger tydligt över gränsen på 150 MPa.

På de sju olika sträckorna har det mätts med fallviktsapparat 2005 och 2014 och vägytemätning med mätbil har skett årligen. För att säkerställa respektive provsträckas läge har den första mätpunkten vid fallviktsmätningen på respektive sträcka mätts in med GPS-position, enligt Tabell 3.

Tabell 3. Inmätt GPS-position för 1:a mätpunkt med FWD på sträckan.

Sträcka Sektion 1:a pkt GPS-koordinat (SWEREF99 TM) 1 3510 N6465796, E432395 2 3610 N6465873, E432461 3 3710 N6465942, E432532 4 3910 N6466080, E432676 5 4610 N6466573, E433172 6 6120 N6467980, E433589 7 8860 N6470532, E433014

Sträcka 1 ligger i den södra änden av vägobjektet, strax norr om trafikplats Loringa, söder om Skultorp. De följande provsträckorna ligger sedan på ett avsnitt som sträcker sig ca 5,5 km norr ut och slutar med sträcka 7 strax norr om trafikplats Skövde södra.

Inom vägavsnittet med provsträckorna är trafikmängden per riktning, ÅDT, ca 4600-5100 fordon. Den högre trafikintensiteten gäller för den norra delen av vägavsnittet, norr om

trafikplats Skultorp, där sträcka 6 och 7 är placerade, medan den något lägre gäller för den södra delen med sträcka 1-5, mellan trafikplats Loringa och trafikplats Skultorp.

(19)

4. Mätningar

Uppföljning av provsträckorna har gjorts med hjälp av mätningar med fallvikstapparat och genom analys av vägytemätningar med mätbil.

4.1. Fallviktsmätningar

Fallviktsmätning har utförts vid två tillfällen. Det första mättillfällen var september 2005 strax innan vägavsnittet öppnades för trafik. Det andra mättillfället var september 2014, efter 9 års trafik.

Figur 2. Fallviktsmätning på sträcka 1. Foto: Mikael Bladlund

Fallviktsmätningen utfördes enligt Trafikverkets metodbeskrivning TRVMB 112

”Deflektionsmätning vid provbelastning med fallvikstapparat”. Fallviktsmätningen utfördes i höger hjulspår i högra körfältet (K1) i båda riktningarna, med undantag av sträcka 7 som endast mättes i norrgående riktning. De 7 sträckorna mättes i totalt 194 mätpunkter med en belastning på ca 50 kN. Avståndet mellan mätpunkterna var 10 alternativt 20 m. I bilaga 2 redovisas enskilda mätdata från samtliga mätpunkter vid båda mättillfällena.

Vid de båda mättillfällen mättes även beläggningstemperaturen ca 5-7 cm ner i asfaltbeläggningen.

Tabell 4. Manuellt uppmätt beläggningstemperatur (°C) vid FWD-mätningen

2005 2014

Sträcka Norrgående Södergående Norrgående Södergående

1 15 18 13 22 2 15 18 13 21 3 16 17 13 21 4 21 22 14 20 5 21 21 16 18 6 24 22 17 18 7 20 17

(20)

Som framgår av Tabell 4 ovan så är det skillnader i beläggningstemperaturen vid mättillfällena på respektive sträcka från ca 13°C upp till ca 24°C, som medför skillnader i asfaltbeläggningens styvhet och därmed inverkan på mätresultaten.

4.2. Vägytemätning

Vägytemätningar har utförts på vägobjektet inom Trafikverkets ordinarie program för vägnätsmätningar. Mätningarna är utförda med mätbil enligt gällande metodbeskrivning. Mätningarna är utförda årligen fram till 2014. I den norrgående riktningen (riktning 1) utfördes den första mätningen i maj 2006, på bindlagret innan slitlagret lades i juni. Den första

mätningen på slitlagret i norrgående riktning liksom första mätningen i södergående riktningen (riktning 2) blev utförd först augusti 2007. Den senaste mätningen i båda riktningarna utfördes i maj 2014. Mätdata är insamlade med 17 stycken lasrar över tvärprofilen.

Data för analys av vägytemätningarna är hämtade ur Trafikverkets databas PMSV3. Data som korrelerar med provsträckornas läge är utsorterade och sammanställda. Av de fyra körfälten är det endast det högra körfältet (K1) i båda riktningarna som har analyserats och sammanställts. Fokus har lagts på uppmätt maximalt spårdjup i vänster och höger spår. Information om trafikintensitet har även hämtats ur PMSV3 liksom till viss del beläggningsinformation. Förutom att mätning 2006 saknas i södergående riktning finns det en del databortfall i underlaget i PMSV3. I norrgående riktning saknas data från 2010 för sträcka 6 och 7 samt till viss del även sträcka 4. I analysen och sammanställningen nedan har det för dessa fall istället antagits ett medelvärde av mätningarna före och efter de saknade mätdata. Databortfallet gör analysen något osäkrare men man får ändå anse att underlaget är tillräckligt med flera års mätningar fram till 2014.

(21)

5. Mätresultat

Mätresultaten har analyserats med avseende på jämförelse av olika typer av förstärkningslager, aktiv design med tunnare asfaltbeläggning vid mer omfattande packningsarbete samt olika utförare.

5.1. Fallviktsmätningar

Analysen av mätresultaten har utgått ifrån metodbeskrivningen TRVMB 114 för bearbetning av deflektionsmätdata och redovisas med enkla bärighetsmått samt bakåträknade lagermoduler (E-moduler) med hjälp av datorprogrammet Clevercalc.

Analysen har gjorts för de två mättillfällena, 2005 innan trafikpåsläpp och 2014 efter 9 års trafik. Faktorer att ta hänsyn till i värderingen av resultaten är att första mätningen gjordes på en helt ny konstruktion som inte trafikerats och inte efterpackats av trafik, att asfaltbeläggningen var ny och färsk och inte hade nått sin fulla styvhet samtidigt som mätningen även gjordes på bindlagret. Den andra mätningen gjordes efter att trafiken packat konstruktion i 9 år samt att beläggningen är tjockare än första mätningen då även ett slitlager på ca 35 mm är lagt. Vid första mättillfället var beläggningstemperaturen inom området 15-23°C. Vid andra

mättillfället var det ett liknande temperaturspann med en beläggningstemperatur inom området 13-21°C. Det betyder att justeringen av beräknade värden till referenstemperaturen 10°C varierar mellan sträckorna beroende på dess temperatur vid mättillfället. Under höstperioden innan mätningen 2014 var det omfattande regn, vilket skulle kunna ha en inverkan på mätresultaten och då främst på undergrundens styvhet.

Med resultaten från fallviktsmätningen som underlag har undergrundens styvhet beräknats med enkla bärighetsmått enligt Formel 3. Formeln är framtagen för en beräknad undergrundsmodul med ett styvt skikt på 3 m från vägytan.

Eu = 52000/D9001,5 Formel 3

Eu = Undergrundens E-modul (MPa)

D900 = Deflektion på avståndet 900 mm från belastningscentrum (µm)

Som framgår av Figur 3 så är undergrundens styvhet lägre 2014 än 2005, med ca 10-25 %. Det kan bero på den regniga hösten 2014 innan mätningen i september. Styvheten ligger generellt på ca 40-60 MPa vilket får anses som en relativt låg styvhet utan att vara extrem svag och

motsvaras av en undergrund med finkornigare material. Det överensstämmer också med de angivna uppgifterna om lageruppbyggnaden enligt kapitel 3. Mellan sträckorna finns vissa skillnader i styvhet utan att det är några avgörande skillnader. Den högsta styvhet i

undergrunden är på sträcka 4, vilket till viss del skulle kunna förklaras av det större packningsarbetet som utfördes på den sträckan. Vid jämförelse med referenssträcka 5 var skillnaden i styvhet något större i absoluta tal 2005 än 2014, men ser man på förhållande mellan sträckorna var det likartat vid båda mättillfällena med ca 45 % högre styvhet på sträcka 4 än på sträcka 5.

(22)

Figur 3. Undergrundsmodul beräknad med enkla bärighetsmått

Som ett enkelt bärighetsmått har även uppskattad beläggningstöjning beräknats enligt Formel 4. Den motsvaras av uppskattad horisontell dragtöjning i underkant av asfaltbeläggningen

beräknad direkt från deflektionsvärdena på 0, 300 och 600 mm från belastningscentrum.



a = 37,4+0,988*D0-0,553*D300-0,502*D600 Formel 4



a = Horisontell dragtöjning (µS) i underkant asfaltbeläggningen

DX = Deflektion på avståndet X mm från belastningscentrum (µm)

Den beräknade töjningen är den som gäller vid mättillfället. För att ta hänsyn till den rådande beläggningstemperaturen vid mättillfället och respektive sträcka har den beräknade

beläggningstöjningen temperaturkorrigerats till en referenstemperatur på 10°C med hjälp av Formel 5 nedan.



_𝑎,10

=



𝑎,𝑇

(₁₀𝑇)3,08∗10−8∗ℎ12∗𝐷0

Formel 5



a,10 = Töjning (µS) i underkant asfaltbeläggningen vid temperatur 10°C



a,T = Töjning (µS) i underkant asfaltbeläggningen vid mättemperatur

T = Mättemperatur °C h1 = Beläggningstjocklek (mm) D0 = Deflektion i belastningscentrum (µm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N Un d er g ru n smo d u l, E u ( M P a) 2005 2014

(23)

Figur 4. Beräknad beläggningstöjning justerad till 10°C.

Som framgår av Figur 4 så har beläggningstöjningen gått ner från första mätningen till den andra vilket beror på förutsättningarna för den första mätningen. Den gjordes på en nybyggd otrafikerad yta och hade därmed en lägre styvhet. Nivån på töjningen vid den senaste mätningen ligger på ca 110-130 µS, vilket motsvarar en väg med god bärighet. Vid jämförelse mellan sträckorna är den inte så stora skillnader i töjning, vilket inte är förväntat med tanke på att det är små skillnader i konstruktionerna och att det är en nybyggd väg med relativt kraftig över-byggnad. För att synliggöra skillnaderna och jämföra sträckorna justerades töjningarna relativt till referenssträckorna. Sträcka 3 valdes som referenssträcka för sträckorna 1-3 och sträcka 5 valdes som referensträcka för sträckorna 4-7. Resultatet redovisas nedan i Figur 5.

0 50 100 150 200 250 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N B el äg gn ing s töj ni ng ( µm /m ) 2005 2014

(24)

Figur 5. Beläggningstöjning justerad till 10°C relativt refenssträckorna 3 respektive 5.

Den första jämförelsen mellan sträckorna 1, 2 och 3 visar att sträcka 1 med 0-150 mm i

förstärkningslagret och sträcka 2 med 0-300 mm har båda större töjning än referensträcka 3 med 0-90 mm i förstärkningslagret. Det gäller vid båda mättillfällena med ca 7-9 % större töjning än referenssträckan. Den andra jämförelsen gäller sträcka 4 och 5 med aktiv design. Sträcka 4 med 15 mm tunnare asfaltbeläggning och större packningsarbete har tydligt större töjning än

referensträcka 5 som byggdes enligt normala rutiner. Skillnaden är störst relativt vid andra mättillfället. Orsaken till det är troligen att det utökade packningsarbetet på sträcka 4 har till viss del kompenserats av trafikens packning under åren på sträcka 5 så att de är mer likvärdigt packade. Därmed slår den tunnare asfaltbeläggningen på sträcka 4 igenom mer framträdande på töjningsnivån i jämförelse med sträcka 5.

Vid jämförelse mellan sträckorna 5, 6 och 7 med olika entreprenörer så är det vid senaste mätningen väldigt små skillnader. Däremot är det vid första mättillfället betydligt större töjningar på sträcka 6 och 7 än på sträcka 5. Förutom eventuella skillnader i utförande kan det även finnas vissa skillnader i förutsättningarna som spelar in, bl.a. ligger sträcka 7 på bank. Det gör att det efter en tid satt sig och därmed blir likvärdig med sträcka 5.

När man jämför beräknade töjningar är skillnaderna inte särskilt stora. Över tid medför det ändå betydande skillnader i livslängd mellan det olika sträckorna. Med de beräknade töjningarna, justerade till temperaturen 10°C enligt Figur 5, ovan beräknas tillåtet antal standardaxlar (Ntill)

fram enligt formel för utmattningskriterium i ATB VÄG enligt nedan

Ntill = 2,37*10-12* 1,16(1,8T+32) /



a4 Formel 6

Ntill = Tillåtet antal standardaxlar enligt ATB VÄG

T = Beläggningstemperatur (°C)



a = Horisontell dragtöjning (Strain) i underkant asfaltbeläggning 85% 90% 95% 100% 105% 110% 115% Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N Rel ati v be läg gn ing s töj ni ng 2005 2014

(25)

Figur 6. Tillåtet antal miljoner standardaxlar beräknat från temperaturkorrigerad töjning

Det framgår då att de skillnader i töjning som finns mellan sträckorna betyder markanta skillnader i teoretisk livslängd. Det bör framhållas att det inte tagits någon hänsyn till

årstidsvariationer utan de beräknade tillåtet antal axlar endast utgår från referenstemperaturen 10°C och därmed inte anger den exakta livslängden utan mer ett riktvärde som kan utgöra en relativ jämförelse. Görs en jämförelse mellan sträckorna 1-3 med olika förstärkningslager framgår det att sträcka 3 med 0-90 har över 30 % lägre livslängd än sträckorna med FL 0-150 och FL 0-300 mm. Samma sak gäller för jämförelsen mellan sträcka 4 med utökad packning och tunnare asfaltbeläggning och referenssträcka 5, där referenssträcka 5 har betydligt längre

teoretisk livslängd. Samtidigt bör det framhållas att det är små beräknade töjningar 2014 som resulterar i generellt långa livslängder uttryckt i tillåtet antal standardaxlar. Små skillnader på den låga töjningsnivån medför relativt stora skillnader i tillåtet antal axlar eftersom kriteriet har en logaritmisk form. När man jämför de olika entreprenörerna är det endast marginella

skillnader när man ser på senaste mätningen (2014). De får därför anses likvärdiga i livslängd. Från resultaten av fallviktsmätningen gjordes också bakåträkning av lagermoduler (E-moduler) med datorprogrammet CleverCalc. Konstruktionen delades in i tre lager, asfaltbeläggning, obunden överbyggnad och undergrund. Beräkningar gjordes både med ett styvt skikt i undergrunden på 3 meters djup och utan styvt skikt i undergrunden. Bäst överensstämmelse mellan beräknade och uppmätta deflektioner erhölls vid konstruktionen utan styvt skikt i undergrunden varför dessa redovisas nedan.

Resultaten visar på en något lägre undergrundsmodul 2014 än 2005, vilket troligen kan

förklaras med den regniga och blöta hösten 2014, vid tiden för mätningen. Det finns en tendens till något lägre styvhet på de norra sträckorna än på de södra. Styvheten ligger i genomsnitt på 100-150 MPa, vilket (utan styvt skikt) motsvarar en undergrund strax under medelnivå och stämmer väl med uppgifterna om ett något finkornigare undergrundsmaterial. På avsnitten med utskiftat material har även det räknats in som en del av undergrundsmaterialet.

Styvheten på asfaltbeläggningen beräknades till ca 7500-9000 MPa vid senaste mätningen, enligt Figur 8. Vid första mätningen 2005 hade beläggningen en lägre styvhet vilket främst beror på att den var ny och färsk vid mättillfället och inte uppnått full styvhet. Det bör påpekas

4.8 4.6 6.0 2.2 2.9 2.0 1.9 19.8 21.9 28.2 16.2 26.0 25.4 27.6 1 10 100 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N N till (M Sa) 2005 2014

(26)

att någon hänsyn/justering inte har gjorts med avseende på beläggningstemparaturen utan styvheten är den som rådde vid mättillfället vid aktuell temperatur (se Tabell 4). Med hänsyn till temperaturerna är det relativt höga styvheter på beläggningen. Det kan man bl.a. ta som en indikation på att det inte ännu har blivit några sprickor i beläggningen som försvagat den.

Figur 7. Bakåträknad E-modul för undergrunden, utan styvt skikt.

Figur 8. Bakåträknad E-modul för asfaltbeläggningen.

0 50 100 150 200 250 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N E -m od ul ( MP a) 2005 2014 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N E -m od ul ( MP a) 2005 2014

(27)

De bakåträknade styvheter som möjligen är av främst intresse i det här fallet är för den obundna överbyggnaden. Det är där skillnaderna mellan sträckorna finns med avseende på förstärknings-lager och det är där det utökade packningsarbetet bör framgå. Jämförelsen mellan sträckorna 1-3 med olika förstärkningslager visar att sträcka 2 med FL 0-300 har något lägre styvhet än de andra två jämförbara sträckorna. Den utökade packningen på sträcka 4 ser ut att visa sig i högre styvhet vid mätningen 2005 medan det 2014 endast är en marginell skillnad mellan sträcka 4 och referenssträcka 5. Vid jämförelse mellan de olika entreprenörerna har sträcka 6 och 7 en lägre styvhet än referenssträcka 5. Mätningen 2005 ser i de flesta fall ut att generera styvare överbyggnad än mätningen 2014. Det är något överraskande eftersom överbyggnaden borde ha efterpackats under alla års trafik och därmed blivit styvare. En av anledningarna till det aktuella förhållandet är troligen den relativ mjuka och tunnare asfaltbeläggningen som fanns 2005 i jämförelse med 2014. Därmed spelar samverkan mellan styvheterna på asfaltbeläggningen och den obundna överbyggnaden in.

Figur 9. Bakåträknad E-modul för obunden överbyggnad.

5.2. Vägytemätning

Data från de årliga vägytemätningarna har sammanställts för spårdjup och spårdjupsutveckling med fokus på att jämföra de olika typerna av vägkonstruktion och entreprenörer, enligt samma modell som gjorts ovan för fallviktsmätningarna. Det maximala spårdjupet bestämt enligt trådprincipen i vänster respektive höger hjulspår och dessa har sammanställts och analyserats per sträcka. Spårdjupet bestäms som ett medelvärde över ca 20 m körsträcka, med vissa avvikelser. Spårberäkning enligt trådprincipen bygger på att en virtuell tråd spänns mellan profilens ändpunkter och lyfts upp av eventuella högpunkter. Det maximala spårdjupet beräknas som det vinkelräta avståndet från tråden ner till spårbotten för vänster respektive höger spår. Spårdjupen som medelvärde av vänster och höger spår är vid senaste mätningen (2014) i

norrgående riktning ca 12-15 mm och i södergående riktning ca 10-13 mm. En bidragande orsak till den genomsnittligt kraftigare spårbildningen i norrgående riktning än i södergående är troligen den något större trafikintensiteten i norrgående (1) än i södergående riktning (2). Enligt de senaste uppgifterna från Trafikverket för 2014 är trafikintensiteten på sträcka 1-5 i

0 50 100 150 200 250 300 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Str 5 Str 6 Str 7 N E -m od ul ( MP a) 2005 2014

(28)

norrgående riktning ÅDT ca 4 800 fordon medan den i södergående riktning är ÅDT ca 4 500 fordon. På sträcka 6 och 7 som ligger norr om trafikplats Skultorp är trafiken något större och ligger i norrgående riktning på ÅDT ca 5 200 fordon och i södergående riktning ÅDT ca 4 900. Det betyder att det är ca 5,0-5,5 % högre trafikintensitet i norrgående än i södergående riktning enligt senaste mätningen. Även tidigare trafikmätningar från 2005 och 2010 har visat på en högre trafikintensitet i norrgående riktning. Av den totala trafiken är andelen tunga fordon ca 12-13 % och det är lika antal tunga fordon i båda riktningarna, enligt senaste mätningen. Vid tidigare trafikmätningar har det varit marginellt fler tunga fordon i södergående riktning än i norrgående.

Figur 10. Utdrag ur trafikdata för avsnittet Tpl Loringa – Tpl Skultorp, sträcka 1-5.

(29)

Som framgår av figurerna nedan är spårdjupsutveckling mest framträdande på sträckorna 1, 4 och 6 med ett medelspårdjup på ca 14-15 mm efter 8 års trafik på slitlagret. Sträcka 1 har redan från början haft ett djupare spår än övriga sträckor. Det gällde även vid mätningen 2006 på bindlagret. Det kan tyda på att tvärprofilen på den sträckan redan från början hade brister, där man kan misstänka att profilen hänger ner, konkav profil. Redan vid första mättillfället (2007) på slitlagret var det en spårbildning på i genomsnitt ca 4-5 mm, vilket ser ut att vara någon millimeter mer än vad som var fallet vid mätningen på bindlagret (2006) innan slitlagret lades. Spårbildningen består både av dubbdäckavnötning (slitagespår) och deformation från den tunga trafiken (bärighetsspår). Fördelningen mellan de olika spårorsakerna går inte att utläsa i

mätdata.

Figur 12. Spårdjupsutveckling för medelspår per sträcka i norrgående riktning.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Spår d ju p ( m m ) Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6 Str.7

(30)

Figur 13. Spårdjupsutveckling för medelspår per sträcka i södergående riktning.

I Figur 14 nedan redovisas de uppmätta spårdjupen vid mätningen i maj 2006, när vägen trafikerats knappt ett år på bindlagret innan slitlagret lades i juni 2006. Vid detta tillfälle utfördes mätning endast i norrgående riktning. Spårdjupen är i genomsnitt ca 4 mm. Det framgår inga stora skillnader mellan sträckorna men sträcka 6 sticker ändå ut lite med ett större spårdjup både i höger och vänster spår. När man jämför de olika konstruktionerna finns det en liten tendens till djupare spår på sträcka 1 (FL 0-150) och 2 (FL0-300) än på referensträcka 3 (FL 0-90). Vid jämförelse mellan sträcka 4 (tunn asf. + packning) och sträcka 5 (referens) framgår det ingen skillnad. Det tyder på att den utökade packningen på sträcka 4 har

kompenserat den tunnare asfaltbeläggningen med avseende på spårbildning under första året när man jämför med referenssträcka 5. Jämför man sträckorna 5, 6 och 7 med olika entreprenörer är det sträcka 6 som sticker ut med störst spårdjup medan sträcka 5 och 7 är i stort sett likvärdiga vad gäller spårbildning på bindlagret under första året. Det är dock väldigt viktigt att framhålla att det gjordes ingen mätning innan trafikpåsläpp varför det inte går att säga något om de initiala ojämnheterna och spåren. Därför går det inte att säga något om spårutvecklingen under det första året utan endast om tillståndet vid mätningen på bindlagret strax innan slitlagret lades.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Spår d ju p ( mm ) Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6

(31)

Figur 14. Spårdjup på bindlager efter ett års trafik i norrgående riktning.

För att ta bort inverkan av ev. initiala ojämnheter i tvärprofilerna och se på den spårbildning som orsakats av trafiken har spårdjupsökningen beräknats. Eftersom det inte utfördes någon mätning på det nya slitlagret 2006 har istället mätningen 2007 fungerat som referensnivå. Skillnaden mellan de båda riktningarna framgår tydligt där ökningen i norrgående riktning är ca 7-10 mm över de 7 åren medan ökningen i södergående riktning är ca 5-7 mm. På vissa sträckor är ökningstakten väldigt oregelbunden vilken kan tyda på vissa brister i säkerheten i mätdata. För att motverka enskilda års variation i mätdata kan den totala spårdjupsökningen under perioden på 7 år räknas om till spårdjupsökning per år, enligt Figur 17. Där framgår den tydliga skillnaden mellan riktningarna och där framgår att sträcka 4 och 6 haft störst spårdjupsökning per år, om man främst ser på norrgående riktning. Spårdjupsökningen ligger där på ca 1,4–1,5 mm/år vilket tyder på att spårbildningen består av mer än bara dubbdäckavnötning. Det förekommer även deformationer från den tunga trafiken. På den här typen av väg med relativt ringa trafik som dock är spårbunden kan man grovt uppskatta dubbdäcksavnötningen till ca 0,5-1,0 mm/år. Eftersom det är samma typ av slitlagerbeläggning (ABS11) och relativt likvärdig trafik på samtliga sträckor får man anta att slitaget är likartat på samtliga sträckor, i respektive riktning. Övrig spårbildning är orsakad av deformationer från den tunga trafiken.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6 Str.7 Spår d ju p ( m m ) Vänster spår Höger spår

(32)

Figur 15. Spårdjupsökning för medelspår per sträcka i norrgående riktning.

Figur 16. Spårdjupsökning för medelspår per sträcka i södergående riktning.

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Spår d ju p sö kn ing ( m m ) Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6 Str.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Spår d ju p sö kn ing ( m m ) Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6

(33)

Figur 17. Genomsnittlig spårdjupsökning per år från 2007 till 2014. 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6 Str.7 Spår d ju p sö kn ing /år

(34)

Figur 18. Spårdjupsökning från 2007 till 2014 för båda spåren relativt refenssträckorna 3 och 5.

För att jämföra sträckorna och konstruktionstyperna kan den totala spårdjupsökning 2014 räknas om i förhållande till referenssträckorna 3 respektive 5, enligt Figur 18 ovan. Om man jämför sträckorna 1-3 med olika typ av förstärkningslager är det små skillnader i norrgående riktning medan det i södergående riktning framgår att spårdjupsökningen varit större på sträcka 1 med FL 0-150 och sträcka 2 med FL 0-300 än på referensträcka 3 med FL 0-90 mm.

När man jämför sträcka 4 (packning + tunn asf.) med referensträcka 5 med avseende på spårdjupsökning är det inte en entydig bild. I södergående riktning är det något lägre ökning på sträcka 4 än på referenssträcka 5, medan det i norrgående riktning är kraftigt större spårdjups-ökning på sträcka 4 än på referenssträcka 5. Det sammantaget gör att spårdjupsspårdjups-ökningen varit större på sträcka 4 än på sträcka 5. Väger man samman båda spåren i båda riktningarna blir dock inte skillnaden mellan sträckorna så stor i total spårdjupsökning fram till 2014. På sträcka 4 har spårdjupsökningen i medeltal varit 8,18 mm och på sträcka 5 7,95 mm, vilket betyder ca 3 % större spårdjupsutveckling på sträcka 4 än på sträcka 5 Trots skillnaderna i trafikmängd mellan riktningarna, men ändå samma på båda sträckorna i respektive riktning, och den icke entydiga bilden av spårutveckling tyder ändå mätresultaten på att det utökade packningsarbete som utfördes vid byggandet av sträcka 4 inte kompenserat för den tunnare asfaltbeläggningen. Det har medfört att spårutvecklingen över tiden i genomsnitt varit något större på sträcka 4 än på referenssträcka 5.

Jämför man sträcka 5, 6 och 7 med samma överbyggnadskonstruktion men utförda av olika entreprenörer så är det sträcka 6 byggd av Entreprenör 2 som ser ut att ha haft den kraftigaste spårdjupsutvecklingen. Ser man på spårdjupsökningen under åren som redovisas ovan i Figur 15 så framgår det att sträcka 6 (grön kurva) norrgående riktning haft en konstant och tydlig

spårdjupsutveckling under alla år från 2007 till 2014. Sträcka 7 av Entreprenör 3 har något lägre spårdjupsutveckling än sträcka 5 av Entreprenör 1. Jämförelsen mellan sträckorna 5-7 måste

97% 105% 100% 125% 100% 140% 96% 130% 116% 100% 92% 100% 101% 80% 90% 100% 110% 120% 130% 140% 150% Str.1 Str.2 Str.3 Str.4 Str.5 Str.6 Str.7 Spår d ju p sö kn ing

(35)

dock göras med viss försiktighet eftersom de ligger utspridda över en längre sträcka och att förutsättningarna för sträckorna kan skilja. Bl.a. ligger sträcka 7 på bank medan de andra två sträckorna ligger i marknivå.

(36)

6. Slutsatser

På provsträckorna har det endast utförts två fallviktsmätningar. Vad gäller vägytemätningar är det i allmänhet gjort årliga mätningar men det finns ett visst bortfall av mätdata. Trots en del brister i mätunderlaget går det att dra en del slutsatser från mätningarna.

Generellt visar fallviktsmätningen på att vägen har en hög bärighet och att den är i gott strukturellt skick. Det var en betydligt lägre styvhet 2005 samtidigt som mätningen gjordes på bindlagret, innan slitlagret lades 2006. Vid mätningen 2014 var det full beläggningstjocklek med slitlager samtidigt som vägen satt sig och packats under många års trafik. Den visar sig också tydlig i mätresultaten. Mätningen 2014 får därför anses bästa visa vägens tillstånd under åren den har varit i bruk.

Resultaten från vägytemätningen uppvisar en tydlig skillnad i spårutveckling mellan norrgående riktning och södergående riktning, med betydligt kraftigare spårutveckling i norrgående

riktning. Enligt uppgifterna från senaste trafikmätningen är trafikintensiteten ca 5,0–5,5 % högre i norrgående riktning och då består skillnaden huvudsakligen av fler personbilar, vilket skulle betyda att skillnaden i spårutveckling främst skulle bero på ett större dubbdäcksslitage Vid en jämförelse mellan de tre sträckorna med olika förstärkningslager så är det referens-sträcka 3 med FL 0-90 som uppvisat bäst resultat i mätningarna. Det gäller både i teoretisk livslängd med ca 30 % utifrån fallviktsmätningen och spårdjups mätning utifrån vägytemätning. När man ser på sträckorna för aktiv design omfattande sträcka 4 med utökat packningsarbete men tunnare beläggning och referenssträcka 5 med normal uppbyggnad så framgår det att den utökade packningen inte har lyckats kompensera den tunnare asfaltbeläggningen. Samtidigt är jämförelsen något missvisande eftersom referensträcka 5 är något bättre packad än lägsta kravgräns, vilket gör att de verkliga skillnaderna är mindre än de teoretisk antagna i förhållande till gränsvärden för packningen. Senaste mätningen visar på tydligt högre påkänningar (ca 13 %) på sträcka 4 än på sträcka 5. Även spårdjuptillväxten har i genomsnitt varit något kraftigare på sträcka 4 än sträcka 5. Sammantaget visar det på en sämre utveckling för sträcka 4 med utökat packningsarbete och tunnare asfaltbeläggning än sträcka 5 med normal uppbyggnad.

Jämförelsen mellan sträckorna byggda av olika entreprenörer uppvisar inga tydliga skillnader. Undantaget är dock att spårdjupsutvecklingen i norrgående riktning på sträcka 6 varit kraftigare än på övriga jämförbara sträckor. Slutsatsen blir därför att det inte går att utläsa några generella skillnader mellan entreprenörerna, särskilt med tanke på att de ligger utspridda över en längre sträcka med olika förutsättningar.

Sammanfattningsvis är slutsatserna:

 Förstärkningslager fraktion 0-90 mm har fungerat bättre än 0-150 mm och 0-300 mm  Det utökade packningsarbetet har inte kompenserat den minskade beläggningstjockleken  Det finns inga framträdande skillnader mellan sträckorna med de tre olika entreprenörerna

(37)

Referenser

Peab, Thorén, Magnus, Diverse dokumentation vid byggande av provsträckorna

Trafikverket, Metodbeskrivning TRVMB 112, Deflektionsmätning vid provbelastning med fallviktsapparat, TRV 2012:050

Trafikverket, Metodbeskrivning TRVMB 114, Bearbetning av deflektionsdata, erhållna vid provbelastning av väg med FWD-apparat, TRV 2012:051

Trafikverket, PMSV3, databas för vägnätsinformation, https://pmsv3.trafikverket.se/Pages/Start/DefaultView.aspx

Trafikverket, Trafikflödeskartor på www.trafikverket.se

Vägverket, Metodbeskrivning VVMB121, Vägytemätning med mätbil, vägnätsmätning, Publikation 2009:78

Vägverket, ATB VÄG 2002, Allmän teknisk beskrivning av vägkonstruktion, Publikation 2001:111

Vägverket, Metodbeskrivning 606:1993, Bestämning av bärighetsegenskaper med statisk plattbelastning, Publikation 1993:19

(38)

(39)

Bilaga 1 Kornstorleksfördelning förstärkningslager

Siktanalyser av förstärkningslager på sträcka 1-3 utförda av PEAB

Figur 1. Kornstorleksfördelning för förstärkningslager 0-150 på sträcka 1

(40)

(41)

Bilaga 2 Mätdata från fallviktsmätningar 2005 och 2014

Sträcka 1

2005

Riktning norr

Riktning söder

Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave

m ### kN µm µm µm µm µm µm µm oC oC 3510 3 51.7 385 300 246 185 142 93 69 13.9 15.6 3520 3 51.4 317 257 218 170 133 89 67 13.7 15.2 3530 3 51.4 359 280 233 176 133 87 65 13.9 16.3 3540 3 51.3 367 286 236 177 132 85 59 13.9 16.3 3550 3 51.3 317 251 210 159 120 79 59 14.1 15.7 3560 3 51.1 345 272 229 175 135 90 66 14.1 15.9 3570 3 51.2 362 292 250 197 155 103 75 13.9 15.7 3580 3 51.0 396 312 261 199 154 103 78 13.9 15.7 3590 3 50.8 415 327 275 212 164 108 79 14.1 15.5 Medel 51.2 363 286 240 183 141 93 69 13.9 15.8 Min 50.8 317 251 210 159 120 79 59 Max 51.7 415 327 275 212 164 108 79 Std.avv. 0.3 33 25 21 17 14 10 7

(42)

2014

Riktning norr

Riktning söder

m ### kN µm µm µm µm µm µm µm oC oC 3510 3 52.0 303 262 234 196 164 110 86 9 11 3520 3 51.9 280 246 220 188 159 107 86 10 12 3530 3 51.9 291 260 235 200 169 116 89 10 12 3540 3 51.7 270 230 201 167 138 89 64 10 12 3550 3 51.6 251 211 185 154 126 83 64 10 12 3560 3 51.6 250 219 195 166 139 95 78 10 12 3570 3 51.6 296 260 232 194 161 105 82 10 12 3580 3 51.7 322 282 250 209 174 116 88 11 12 3590 3 51.5 325 290 259 216 181 120 92 11 12 Medel 51.7 288 251 223 188 157 105 81 10.1 11.9 Min 51.5 250 211 185 154 126 83 64 Max 52.0 325 290 259 216 181 120 92 Std.avv. 0.2 27 27 25 21 18 13 10

(43)

Sträcka 2

2005

Riktning norr

Riktning söder

(44)

2014

Riktning norr

Riktning söder

(45)

Sträcka 3

2005

Riktning norr

Riktning söder

(46)

2014

Riktning norr

Riktning söder

(47)

Sträcka 4

2005

Riktning norr

m ### kN µm µm µm µm µm µm µm oC oC 3910 3 50.1 347 266 215 159 121 81 61 19.1 22.1 3930 3 50.0 388 288 228 163 119 74 56 19.3 22.4 3950 3 49.8 404 300 235 167 119 74 54 19.0 21.4 3970 3 49.6 370 274 220 156 113 72 54 19.5 20.9 3990 3 49.6 350 261 207 149 108 69 52 19.1 21.8 4010 3 49.6 381 279 218 157 113 72 54 19.5 22.2 4030 3 50.2 357 266 215 159 120 81 64 19.4 22.9 4050 3 49.6 395 298 236 170 124 79 60 19.3 23.7 4070 3 49.8 403 301 241 176 130 83 61 19.3 23.6 4090 3 49.8 391 289 225 159 120 81 62 19.1 22.9 4110 3 50.1 340 258 210 157 117 77 58 19.5 21.2 4130 3 49.7 336 252 202 147 109 72 54 19.8 20.5 4150 3 49.8 342 252 200 142 105 69 53 19.3 22.0 4170 3 49.8 367 270 212 152 113 73 53 19.8 23.5 4190 3 49.9 367 276 214 152 112 71 52 19.5 23.7 4210 3 49.9 378 272 210 144 105 67 51 19.8 23.9 4230 3 50.1 379 274 220 161 118 75 55 19.6 24.0 4250 3 50.0 391 291 230 165 120 75 55 19.5 24.1 4270 3 49.7 334 242 189 133 93 56 40 19.6 24.1 4290 3 49.8 349 261 209 150 108 66 47 19.8 24.2 4310 3 49.9 352 248 195 137 98 61 43 19.8 24.3 4330 3 50.0 351 252 194 135 97 60 44 19.8 24.6 4350 3 49.6 379 276 215 152 112 73 55 20.0 24.7 4370 3 50.0 345 257 206 148 109 69 50 19.8 24.7 4390 3 49.8 328 242 198 145 110 74 58 19.8 24.7 4410 3 49.6 309 228 180 131 96 65 51 20.1 24.2 4430 3 50.1 351 257 205 147 109 71 54 20.0 24.3 4450 3 50.7 345 250 197 145 105 69 51 19.8 23.8 4470 3 50.0 324 232 186 131 97 65 50 20.1 23.7 4490 3 50.1 354 244 189 136 103 71 55 20.1 23.7 4510 3 50.0 351 258 203 147 109 73 56 20.1 23.7 4530 3 50.4 363 264 209 148 108 70 54 20.1 23.9 4550 3 50.3 336 248 196 141 105 71 55 20.1 23.8 4570 3 49.8 336 251 201 146 107 70 53 19.8 23.6 4590 3 50.2 318 238 188 134 98 65 49 20.5 23.8 Medel 49.9 357 263 209 150 110 71 54 19.7 23.3 Min 49.6 309 228 180 131 93 56 40 Max 50.7 404 301 241 176 130 83 64 Std.avv. 0.3 24 19 15 11 9 6 5

(48)

Riktning söder

m ### kN µm µm µm µm µm µm µm oC oC 4590 3 49.6 347 255 205 151 111 74 57 21.0 24.9 4570 3 49.3 385 273 213 154 117 82 65 21.2 24.7 4550 3 49.4 388 276 220 159 119 79 60 20.3 24.2 4530 3 49.6 354 255 200 144 110 74 56 21.0 24.7 4510 3 49.6 327 232 183 135 103 70 53 20.9 24.3 4490 3 49.7 337 250 203 148 110 71 52 21.0 24.6 4470 3 49.9 345 258 211 156 118 81 62 20.9 24.7 4450 3 49.8 351 260 211 156 117 81 61 21.2 25.0 4430 3 49.6 337 254 209 155 118 80 61 20.9 24.8 4410 3 49.5 391 277 219 156 118 82 63 21.4 24.9 4390 3 49.7 406 291 229 166 126 86 65 21.2 25.0 4370 3 49.8 401 298 242 178 135 90 68 21.0 25.0 4350 3 49.6 400 288 226 159 118 78 58 21.0 25.1 4330 3 49.7 389 279 215 150 111 72 54 20.7 25.0 4310 3 49.6 403 286 218 143 100 60 43 20.9 25.0 4290 3 49.8 407 283 216 147 105 66 48 21.6 25.0 4270 3 49.6 385 266 204 141 102 67 47 21.4 25.0 4250 3 49.5 420 286 214 147 107 73 55 21.4 25.0 4230 3 49.9 359 251 191 129 91 55 39 21.0 24.9 4210 3 49.7 363 261 203 138 100 60 43 21.5 24.7 4190 3 49.9 333 245 192 136 99 62 43 20.9 24.4 4170 3 49.7 389 276 218 159 120 80 60 20.7 24.1 4150 3 49.4 415 303 241 177 132 90 66 21.7 24.5 4130 3 49.9 412 303 243 178 135 93 72 21.0 24.1 4110 3 49.6 404 298 239 176 134 91 68 21.2 24.0 4090 3 49.7 379 277 221 160 121 81 60 21.2 23.6 4070 3 49.6 426 305 240 169 122 81 63 21.0 24.3 4050 3 50.1 385 273 214 151 113 76 57 21.0 23.9 4030 3 50.2 415 294 226 156 116 78 60 20.9 24.0 4010 3 49.6 446 314 240 170 129 90 72 21.2 23.9 3990 3 49.7 378 273 217 159 120 82 62 20.9 24.0 3970 3 49.7 397 288 227 163 121 79 60 20.3 23.9 3950 3 49.6 403 288 226 164 122 82 63 21.4 23.8 3930 3 49.8 373 270 217 159 119 83 63 20.6 24.2 3910 3 50.0 351 255 202 151 113 79 60 20.9 24.0 Medel 49.7 383 275 217 155 116 77 58 21.0 24.5 Min 49.3 327 232 183 129 91 55 39 Max 50.2 446 314 243 178 135 93 72 Std.avv. 0.2 30 19 15 12 11 9 8