Kalkstensfiller i asfaltbeläggning : Provvägsförsök med beläggningsplattor

VT Titel: Författare: Avdelning: Projektnummer : Projektnamn: Uppdragsgivare : Distribution: Nr V189 1992 Kalkstensfiller i asfaltbeläggning. Provvägsförsök med beläggningsplattor. Lägesrapport 1992 Torbjörn Jacobson Vägavdelningen 4238 4-8 Kalkstensfiller i asfaltbeläggningar SKANSKA, Rockneby Begränsad div Väg- och Trafik-f

Ins%tutet

INLEDNING OCH SYFTE ... .. l

BESKRIVNING AV FÖRSÖKET ... .. 1

Pr0vuppläggning ... 1 Tillverkning av plattor ... 2 Utläggning... .. 3

SLITAGEMÄTNING 1991-92 ... 4

Utförande ... 4 Resultat ... .. 4

INLEDNING OCH SYFTE

Sedan några år tillbaka har på VTI ,som ett alternativ till fullskaliga provvägsförsök, provplattor tillverkats för studier av asfaltbeläggningars nötningsegenskaper. Provplattoma som tillverkas på laboratoriet under kontrollerade och realistiska förhållanden placeras sedan ut i befintliga slitlagerbeläggningar, där avnötningen från dubbtrañken undersöks. Plattorna kan också undersökas i VTIs provvägsmaskin eller på laboratoriet genom att borrkärnor från plattorna testas.

VTI har av Skanska, inom ett SBUF-projekt, fått i uppdrag att undersöka slitstyrkan på laboratorietillverkade provplattor som placerats ut på vägen. Syftet med försöket är bl a att studera om kalkstensfiller förbättrar slitstyrkan hos tät asfaltbetong. Eftersom kalkstensñllret främst förväntas förbättra beläggningens egenskaper i fråga om beständighet och åldring kommer provplattoma att följas upp under ett flertal år.

Föreliggande lägesrapport behandlar tillverkningen av provplattoma och första vinterns slitage. Ett större antal borrkärnor fmns framtagna för undersökningar på laboratoriet (del 2, åldring och beständighetsprovningar) och identiska plattor (dubbletter) kommer också att tas med i VTIs pågående undersökningar i provvägsmaskinen.

BESKRIVNING AV FÖRSÖKET

Asfaltmassorna proportionerades och blandades av SKANSKA i Rockneby. Kalkstensfillren (Cemcarb K 100 och råflller) till försöken kom från KALCIUM medan egenñllret kom från SKANSKA:s anläggningar i Rockneby. Plattillverkm'ngen, utläggningen av plattorna på vägen och avnötningsmätningama utfördes av VTI.

Provuppläggning

Provuppläggningen framgår av följande tabell:

Nr Lågt Högt 100% 50% 50%

hålrum hålrum Cemcarb råflller

X

X

X

Massatyp MAB 12T. Stenmaterialet kommer från Rockneby (fmkornig granit, slipvärde 1,57).

VTI 2 Torbjörn Jacobson

Tillverkning av plattor

Asfaltmassoma tillverkades i en laboratorieblandare typ Södra Sandby i satser om ca 9 kg. Sammanlagt tillverkades 16 satser per recept (totalt 96 satser). Blandningsförfarandet syftade till att minimera risken för separation och inhomogen blandning vilket lätt blir fallet om alltför stora satser hanteras.

Inför tillverkningen av plattorna värmdes asfaltmassoma ca 150°C. Två plattor av formatet 96*75 cm tillverkades per recept vilket innebar att 16 satser gick åt. Nominell tjocklek var 40 mm.

För att i möjligaste mån förhindra separation vid tömningen och fördelningen av den

uppvärmda massan i vältfonnen delades formen upp i åtta lika stora fack med hjälp av ett löst plåtkors. En sats massa hälldes i varje fack och fördelades ut inom facket. Därefter togs plåtkorset bort.

Den färdigutlagda asfaltmassan vältades med en DYNAPAC CGI 1, en "gångbanevält" på ca 1700 kg med vibro. Följande vältschema användes:

Lågt hålrum Högt hålrum

16 överfarter utan vibro 4 överfarter utan vibro 4 överfarter med lätt vibro 2 överfarter med lätt vibro 16 överfarter utan vibro 4 överfarter utan vibro

Efter det att plattorna svalnat till rumstemperatur kyldes de ned till ca O°C innan plattan delades med hjälp av stensåg till utläggningsformatet 48*75 cm. Plattomas skrymdensitet undersöktes genom Vägning i luft och i vatten. Kompaktdensiteten beräknades utifrån blandningsrecepten och de ingående materialens kompaktdensitet. Resultaten framgår av följande tabell:

nr A1 33 AIK 32 A2 28 A2X 25 B1 12 H B1X 13 B2 00 B2X 24 C1 38 ClX defekt C2 26 C2X 21 H Q M N U I H Q H p-s O O A = 100% egenfiller B = 50% egenfrller + 50% Cemcarb K 100 C = 50% egenñller + 50% råñller

X = itusågad platta (varje vältad platta ger två provplattor)

Totalt tillverkades fyra plattor i formatet 48*75 cm av respektive beläggningstyp. Två av plattorna var avsedda för vägen medan de andra två var ämnade för provvägsmaskinen och laboratorieprovningar.

Utläggning

Plattorna utplacerades hösten 1991 i två identiska serier på väg 156, delen Skene - Härryda. Provplattoma är belägna i en bergskärning ca 1 km söder om avtagsvägen till Härryda. Anledningen till att plattorna lades ut i sydvästra Sverige är man eftersträvade ett fuktigt klimat i kombination med sur nederbörd.

Provplattoma lades i det högra hjulspåret ikörriktningen mot Härryda. Tillåten maximal hastighet är 90 km/tim, och ÅDT var ca 4000 fordon per dygn år. Vägens bredd är ca 7,5 m. Plattorna utlades enligt följande:

Med en fräsmaskin frästes ett 50 cm brett och ca 5 cm djupt spår. Efter noggrann justering av spårets botten och sågning av ändkantema ñxerades plattorna i nivå med omgivande

beläggning. Plattorna gjöts fast med en cementplast. Fogarna mellan plattorna och till

angränsande beläggning tätades med en fogmassa. Plattomas ordningsföljd framgår av bilaga 1 och av bilaga 2 framgår hur plattorna lades ut (foton).

VTI 4 Torbjörn Jacobson

SLITAGEMÄTNING 1991-92

Utförande

I samband med plattomas "inplantering" ivägen monterades fixar för sex mätlinjer per platta i den intilligande beläggningen. Fixama som gjuts fast i beläggningen, ca 20 mm under beläggningsytan, består av mässingshylsor med en plan botten som utgör referens för

mätbalkens Stödben. För att kunna jämföra avnötningen på plattorna med avnötningen på den befintliga slitlagerbeläggningen monterades även fixar för avnötningsmätningar direkt efter sista plattan i respektive serie. För att kontrollera den dubbade trafikens placering och fördelning i vägens sidled förlängdes den sista mätlinjen så att den omfattade hela körfältsbredden.

Avnötningsmätningama utfördes med VTIs laserproñlometer som består av en ca 1 meter lång mätbalk med Stödben. För avståndsmätning mellan balken och beläggningsytan används ett laserinstrument som förenklat består av en laserkälla och detektor hopbyggda i en enhet. Laserenheten drivs med en motor över mätbalken och registrerar avståndet mellan

laserenheten och beläggningsytan med en frekvens av ca 400 punkter per meter. Vid mätningen placeras mätbalkens två Stödben i fixama som gjutits fast i beläggningen. Ett tredje Stödben placeras på beläggningsytan och används också för att orientera mätbalken i vertikalled.

Resultat

I nedanstående tabell och figur redovisas den uppmätta avnötningen under vintern 1991/92 i form av medelvärden.Medelvärdet är beräknat över hela plattans bredd i sex mätlinjer. Ingen hänsyn har här tagits till trañkmängd, dubbanvändning eller mätperiodens längd. I bilaga 3 redovisas resultatet från enskilda mätlinjer. Plattomas läge i förhållande till den uppmätta avnötningsprofilen framgår av bilaga 4.

Tabell 3. Resultat av avnötningsmätningarna vintem 1991-92.

Platta, Hâlrum Filler Medel-

Standard-nr volym-% avnötning avvikelse

mm Plattserie l A1 2,5 100% egenfiller 0,80 0,17 BlX 3,5 50% Cemcarb 0,87 0,15 C1 2,5 50% råfiller 0,67 0,09 A1 6,8 100% egenñller 1,25 0,08 Bl 6,0 50% Cemcarb 1,17 0,08 C1 5,4 50% råñller 1,18 0,12 Plattserie 2 A2 2,7 100% egenñller 0,86 0,17 B2 4,0 50% Cemcarb 0,80 0,15 C2 3,0 50% råñller 0,84 0,20 A2 6,8 100% egenfiller 1,25 0,11 B2 6,7 50% Cemcarb 1,39 0,13 C2 5,6 50% råñJler 1,28 0,18 ,, 1

Provplattor Harryda

Slltage Vlntem 1 99 1 - 92

2.0 Medela mm ... .. 1.0 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" " ä C Högt hål @ B Högt hål A Högt hål . . . .. C M E Lågt hål 0 - A Lågt hål L Plattserie 1 Plattserie 2 J

VTI 6

Torbjörn Jacobson

Av resultaten från den första vinterns avnötningsmätningar kan följande iakttagelser göras: Typen av filler ger hittills ingen påtaglig effekt på avnötningen. Det gäller vid både lågt och högt hålrum. De förhållandevis små skillnadema i avnötning som konstateras mellan de olika provplattoma kan hittills inte hänföras till fillertyp utan beror troligtvis på slumpmässiga variationer.

Provplattoma med högt hålrum erhåller i genomsnitt ca 50% större avnötning än de med lågt hålrum.

Plattserie 2

Befintlig beläggn. Härryda

MAB12 (ej plattor)

C2 högt hålrum

1?

50% råfiller

BZ högt hålrum

50% Cemkab

A2 högt hålrum

100% egenfiller

C2 lågt hålrum

50% râfiller B2 lågt hålrum 50% Cemkab A2 lågt hålrum 100% egenfiller Plattserie 1 Befintlig beläggn. MAB12 (ej plattor)

C1 högt hålrum

50% råfiller

Bl högt hålrum

50% Cemkab

A1 högt hålrum

100% egenfiller

C1 lågt hålrum

50% råfiller

B1X lågt hålrum

50% Cemkab A1 lågt hålrum 100% egenfiller

Bilaga 2 sid 2 (4)

Bilaga 2 sid 4 (4)

Slitagemåtning på plattor vid Härryda 1991I92

1991-1 1-1 1 1992-04-06

PLATTSERIE 1 PLATTSERIE 2

Platta Medel Max Area Platta Medel Max Area

A1 L 0.99 2.08 394 A2L 0,87 2,52 348 A1 L 0.69 2.39 276 A2L 0,99 2,56 396 A1 L 0,67 2,38 267 A2L 0,88 2,28 350 A1 L 0,61 2,61 245 A2L 0,67 1,88 267 A1 L 0.88 1 ,97 352 A2L 0,65 1,98 259 A1 L 0,97 3,14 387 A2L 1.09 2.69 438 Mdv 0,80 2,43 320 Mdv 0,86 2,32 343 Std 0,17 0,42 66 Std 0,17 0,33 70 81 XL 0,73 2,44 294 82L 0,98 4,52 391 81XL 0,75 2,08 301 82L 0,87 4,72 348 81 XL 0,74 2,47 297 82L 0,72 2,69 288 81 XL 0,98 3,41 391 82L 0,68 2,80 271 81 XL 0,93 3,02 373 82L 0,59 2,77 237 81XL 1.08 2,59 431 82L 0,93 2,27 372 Mdv 0,87 2,67 348 Mdv 0,80 3,30 318 Std 0,16 0,47 68 Std 0,16 1,06 61 Cl L 0,60 3,05 238 CZL 0,70 1 ,94 281 C1 L 0,72 1 .94 287 CZL 0,77 4,61 306 C1 L 0,58 1 ,83 232 CZL 0,62 2,84 247 C1L 0,72 4,17 287 CZL 1,18 3,17 472 C1 L 0,60 2,47 240 CZL 0,90 2,84 360 C1 L 0,81 4,83 325 C2L 0,85 3,25 339 Mdv 0,67 3,06 268 Mdv 0,84 3,11 334 Std 0,09 1,22 37 Std 0,20 0,87 79 A1H 1,16 3,13 464 A2H 1.06 3.53 422 A1 H 1 .27 2.92 508 AZH 1 ,24 2.73 498 A1H 1,34 3,11 535 A2H 1,19 2,92 476 A1 H 1 ,28 2,81 514 A2H 1,34 4,08 535 A1 H 1,15 3,23 461 A2H 1,28 4,30 513 A1 H 1 ,29 3,59 514 A2H 1 .37 4,03 549 Mdv 1,26 3,13 499 Mdv 1,26 3,60 499 Std 0,08 0,27 30 Std 0,11 0,66 46 81 H 1 ,30 5,1 1 521 82H 1 ,43 3,64 570 81H 1 ,15 3.42 462 82H 1 ,32 3,53 530 81H 1 .18 4,!!! 474 BZH 1 ,23 3,05 492 81 H 1 ,05 2,75 419 82H 1 ,47 3,80 588 81H 1 ,20 2.91 479 BZH 1 .31 3,70 523 81 H 1 ,12 2.81 446 82H 1,59 3,94 634 Mdv 1,17 3,61 467 Mdv 1,39 3,61 666 Std 0.08 0.92 34 Std 0,13 0,31 61 01 H 1 ,30 3,17 519 CZH 1,47 5,02 589 cm 1,11- . ' 3,38 ' 445 C2H 1,43 4,66 572 C1 H 1.27 3.83 . 508 CZH 1 ,40 4,09 562 cm 1,26 3,16 505 C2H 1,14 3,67 457 C1 H 0,99 2,45 395 CZH 1,02 3,06 410 cm 1,13 3,09 453 C2H 1,21 3,14 482 Mdv 1,18 3,18 471 Mdv 1,28 3,94 612 Std 0,12 0.45 48 Std 0,18 0,80 73 BEF 0,62 3,22 247 BEF 0,50 2,75 199 BEF 0.51 4.00 206 BEF 0,61 2,23 243 BEF 0,53 2,22 212 BEF 0,62 2,45 247 BEF 0,55 3,91 20 SEP 0,58 3,95 230 BEF 0,46 3,44 184 BEF 0,61 3,41 245 Mdv 0,47 2,87 186 Mdv 0,62 2,60 206 Std 0,18 1,36 71 Std 0,17 1,09 68

Sl it ag el in ieia ns lut ni ng til l pl at ta r iHär ryd a 19 91 /9 2 Pl at ts erie 1 Sl it ag e (m m) 2. 07

J

'

(P

S/

ovP

h-Ho

v-0.0.

W

W

L

W

A

W

l

1.

W

^

W

.

W

^

v

.4 .0 « -6 .0 d -8 .0 < -1 0. 0 1 5 ' V Pr U U U U U U U U U U U U U I U U U U U U U I V M VK

Sl it ag el in je ia ns lut ni ng til l pl atto r iH är ryd a 19 91 /9 2 Pl at ts er ie 2 Sl it ag e (m m) 2. 0-O. o. h Åh h . J J ' ._ L A I A -2. 0-.4. 0--e. o« -8 .O 'I ' 1 0 . 0 1 I 1 I I I I 1 1 I I I I i i I I i I I I 0. 4 0. 8 1. 2 1. 6 2. 0 2. 4 2. 8 3. 2 3. 6 4. 0 V M V K Bi1aga 4

Sidan 2 (2)

Pr of iN än gd (m )