Verksamhetsberättelse budgetåret 1969-1970

STATENS VÄGINSTITUT ' STOCKHOLM

V erksamhetsberättelse

Budgetåret

1969-1970

51

Stockholm 1 9 7 0

I N N E H Å L L Sid. Styrelse... 5 Organisation ... 5 Personal ... 6 L o k aler... 6 Ekonom i... 6 Publikationer ... 6

Institutets forsknings- och undersökningsverksamhet ... 8

Tekniska kansliet ... 8 Beläggningsavdelningen ... 9 Bärighetsavdelningen... 12 Geologiska avdelningen ... 19 Maskintekniska avdelningen ... 28 Trafiktekniska avdelningen ... 40

Institutets övriga verksamhet ... 55

Berättelse

över Statens väginstituts

verksamhet under

budgetåret 1969—1970

Styrelse

L e d a m ö t e r i s t y r e l s e n för Statens väginstitut är chefen för Statens väg-

verk, generaldirektören Gustav Vahlberg, ordförande, och chefen för institutet, överdirektören Nils G Bruzelius. Dessutom har Kungl. M aj:t för tiden 1 juli 1967— 30 juni 1971 förordnat till ledamöter professorn Sten Hallberg, gatu- chefen Einar Hultman, direktören Bo Jondal, tekn direktören Ragnar Klingberg, departementsrådet Karl Otto Wennerhorn och f d professorn Torsten R Åström samt för tiden 2 febr 1968— 30 juni 1971 byråchefen Gustav Ekberg.

Personal

Överdirektör: civilingenjör Nils G Bruzelius ... 1

Administrativa k a n slie t... Chef: j ur kand Sune Lans

8 6

Tekniska kansliet ... C h ef: tekn dr Carl Erik Brinck

5

Beläggningsavdelningen ... C h ef: civilingenjör Åke Rosengren

6 10

Bärighetsavdelningen ... C hef: tekn dr Olle Andersson

4 8

Geologiska avdelningen ... C hef: fil lic Gert Knutsson

5 10

Maskintekniska avdelningen ... Chef ( t f ) : civilingenjör Olle Nordström

14 22

Trafiktekniska avdelningen ... Chef: civilingenjör Stig Edholm

5 14 Antal personer Totalt 48 118 70

Lokaler

Väginstitutet har sedan 1939 haft sina lokaler i fastigheten Drottning Kristinas väg 25. Dessutom disponerar väginstitutet en del, ca 5 000 m2, av Lintaverken, Kvarnbacksvägen 30, Bromma. Lokalerna utnyttjas av Maskintekniska avdelningen med verkstad och av Trafiktekniska avdelningen.

Ekonomi

Publikationer

Följande skrifter har utkommit under budgetåret:

Meddelande:

94. Benefits of increased axle loads. Method of Calculation and its Application to Swedish Conditions, by C E B r in c k ... 1968 95. Vägens trafiksäkerhet, av S Edholm och P-O Roosm ark... 1969

Rapporter:

50. Berättelse över Statens väginstituts verksamhet under budgetåret

1968— 1969 1969

Specialrapporter (stencilerade):

79. Ombyggnad med bark av väg över mosse vid Kinnared— Fegen, väg

728, Hallands län, av L-O Svensson... 1969 80. Tjälskador vid väg 827, delen Luleluspen— Sjaunjaälven, Norrbot­

tens län, av Å Ekstedt och R G an d ah l... 1969 81. En litteraturundersökning i dubbdäcksfrågan, speciellt med hänsyn

till vägbeläggningars slitage, av Å R osengren... 1969 81 A. An investigation concerning studded tyres, with special reference to

pavement wear, based on litterature studies, by Å Rosengren . . . . 1969 82. Prov med bärlager av cementbruksbunden makadam på väg 65 vid

Västerås 1964, av E L in d h ... 1969 83. Undersökning av beläggningars slitage genom dubbade

personbils-däck i SVI:s provvägsmaskin — körningarna nr 1— 9, av O Anders­ son, B Lilja, Å Rosengren, T Åström och B Ö rb om ... 1969 83A. Pavement wear due to studded tyres measured in the test road

machine of the National Swedish Road Research Institute, by O An­ dersson, B Lilja, Å Rosengren, T Åström and B Ö rb om ... 1969 84. Bergmaterial till vägbyggnad, av P H ö b ed a... 1969 85. Vattenplaningsförsök 1967-68, av E O h lsso n ... 1969 86. Däckutrustningens inverkan på personbilars köregenskaper, förunder­

sökning, av O Nordström och G M agnusson... 1970 87. Prowägarna Edsvalla 1966 och 1967. Några erfarenheter från

undersökningar under åren 1966— 1969, av R G an d ah l... 1970 88. Undersökning av vältningsolycka på väg E 6 vid Gläborg den 3 juni

1968 med en fordonskombination bestående av dragbil med påhängs - vagn, av O Nordström och C Form gren... 1970 89. Körförsök med tunga fordon vid tjällossning, av R Gandahl 1970 90. Differentierade allmänna hastighetsbegränsningar, del 1:1 och 1:2,

av P-O Roosmark och G Nilsson ... 1970

Artiklar publicerade utanför väginstitutets serier:

O Andersson 1969 Inverkan av axeltrycket på nedbrytning hos svenska under- grundsmaterial. SOU 1969:45.

O Andersson 1970 Bilen och vägen. I: Bilen som hobby. (Forum) 1970.

B Örbom 1970 Bättre fogar i betongvägar. Byggnadsindustrin. Vol 40 (1970):3.

Institutets forsknings- och undersökningsverksamhet

Institutets allmänna vägtekniska forskning har under budgetåret fortsatt efter samma linjer som tidigare. Liksom föregående år har institutet i stor omfattning mottagit forskningsuppdrag i aktuella frågor beträffande vägar och flygfält av olika statliga och kommunala myndigheter samt enskilda företag. Verksamheten har även omfattat större och mindre uppdrag av konsultativ art. Institutet har sålunda under budgetåret mottagit uppdrag från statens vägverks centralför­ valtning, vägförvaltningar, luftfartsverkets centralförvaltning, vattenfallsstyrelsen, fortifikationsförvaltningen, flygförvaltningen, statens geotekniska institut, statens provningsanstalt, ingeniörsvetenskapsakademiens transportforskningskommission, statens trafiksäkerhetsråd, institutioner vid tekniska högskolorna i Stockholm och Göteborg, universitet, tekniska läroverk m fl.

Verksamheten på de fem tekniska avdelningarna har under budgetåret lång- tidsplanerats med användande av PERT-metoden. Nätverken för maskintekniska och trafiktekniska avdelningarna har på grund av dessa avdelningars verksamhet blivit mycket omfattande.

Kompletterande utrustning såväl till laboratorierna som för fältstudier har anskaffats i samband med erhållna uppdrag. De erhållna resultaten har i utlå­ tanden och promemorior delgivits uppdragsgivarna.

Tekniska kansliet

Teknisk dokumentationscentral och bibliotek

Under budgetåret 1969/1970 har den europeiska organisationen för vägforsknings- laboratorier (EORRL) ytterligare intensifierat sitt arbete med den internationella vägforskningsdokumentationen (IR R D ). Väginstitutet har sålunda mottagit ca 15 000 referat- och forskningsprojektblad i format A4 från de tre huvudcentralerna för väg- och transportforskningsdokumentation: Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris (LCPC), Road Research Laboratory, Crowthorne, England (RRL) och Forschungsgesellschaft fur das Strassenwesen, Köln och föranstaltat att större delen av dem blivit magnetbandburna. De nu ca 10.000 magnetbandburna refera­ ten har underkastats sökningar och dessa försök har redan vid initierandet givit goda resultat.

Väginstitutet har dessutom under budgetåret aktivt medverkat i planeringsarbetet för omläggning av det internationella utbytet av ovannämnda information till utväxling av magnetband. Planeringsverksamheten har också innefattat dokumenta­ tion över pågående forskningsprojekt i Sverige och referat av inom landet publi­ cerade arbeten inom vägforskning, vilka samtidigt, översatta och indexerade, sänts till Road Research Laboratory i pappersburen form.

Bibliotekets litteraturbestånd har under året avsevärt ökats. På grund av den mycket snabba tillströmningen av dokumentationsmaterial genom OECD/IRRD- verksamheten har anskaffnings- och utlåningsverksamheten m m betydligt ökat i omfång och betydelse. Biblioteksklassificeringen sker enligt UDK-systemet.

Beläggningsavdelningen

Metoder för provning av vidhäftningen i varmblandade massor

Den på väginstitutet hittills tillämpade metoden för provning av vidhäftningen i beläggningar av varmblandade massor har visat en del svagheter. Samtidigt har det av dubbdäcken förorsakade slitaget accentuerat behovet av god vidhäftning och tillförlitliga metoder för provning av denna. Ett brett upplagt arbete i metod­ frågan har därför igångsatts.

För sökssträckor med asfaltbeläggningar utförda med olika vidhäftnings-befrämjande åtgärder

De i föregående årsberättelse beskrivna försökssträckorna i Östergötlands, Malmö­ hus samt Göteborgs- och Bohus län har inspekterats, men någon signifikativ skillnad i slitage kunde inte observeras.

Inverkan av dubbade däck pä beläggningar

Körningarna i provvägsmaskinen har fortsatts under samma betingelser som före­ gående år, d v s med dubbade personbilsdäck vid temperaturer strax ovanför 0°C och under vattenbegjutning av beläggningarna. Därvid har försök gjorts med yt­ behandlingar varvid krossat och okrossat åsmaterial av stenstorlekar 8— 12 mm och 12— 16 mm har jämförts. Som bindemedel användes asfalt A 120. Stenarna tjärinbrändes. Det visade sig, att 8— 12 mm sten slets bort väsentligt snabbare än de större stenarna. Det okrossade stenmaterialet gav något bättre resultet än det krossade. En av ytbehandlingarna med 12— 16 mm sten förlorade endast ca 20 % av stenarna på 200 000 varvs körning. Som bindemedel provades också gummimodifierad vägtjära med gott resultat. Stenstorleken var därvid 12— 16 mm. Stenarna var icke tjärinbrända men stearinamin användes som vidhäftningsmedel.

Plattor utsågade från beläggningarna i provbanan på Bromma flygplats har trafikerats med dubbade personbilsdäck i provvägsmaskinen. God korrelation er­ hölls mellan slitagevärdena i provvägsmaskinen och på provbanan.

I provvägsmaskinen har dessutom en körning gjorts med dubbade lastbilsdäck. Dessa gav två å tre gånger större slitage på asfaltbetong och beläggningar med BS och ca fem gånger större slitage på asfaltlösningsbetong än dubbade personbilsdäck. En ytbehandling av den typ som hållit sig bäst vid körningarna med dubbade personbilsdäck blev mycket svårt skadad vid körningen med dubbade lastbilsdäck.

Provbanan på Bromma flygplats trafikerades även vintern 1970 av den automat- styrda Volvo Duetten med dubbdäck. Av de ursprungliga åtta försöksbeläggning- arna hade under hösten 1969 två stycken ersatts med två nya beläggningar. Under vintern 1970 körde bilen 50 000 varv. Det totala antalet varv bilen gått under två vintersäsonger blev härigenom 100 000. Av resultaten från slitagemätningarna på de sex beläggningar, som utsatts för hela denna trafik, framgår att den beläggning som slitits minst var Topeka med BS och därnäst i ordningsföljd Topeka, HAb 12 t med tjärinbränning, HAb 12 t, Ab 12 t med tjärinbränning och Ab 12 t.

Slitagemätningar har också utförts på allmänna vägar i sex län under vintern 1969— 1970. Slitaget bestämdes på 16 olika sträckor representerande asfaltbetong med BS, stenrik asfaltbetong och asfaltbetong av konventionell typ. Mätningarna, som utfördes i samarbete med Statens vägverk, gjordes med en av väginstitutet konstruerad nålprofilometer. Vid mätning placerades profilometern på fixar, be­ stående av metallcylindrar, som var fastgjutna i uppborrade hål i beläggningen. Avståndet mellan fixarna tvärs körriktningen var 50 cm. Trafikräkning och be­ stämning av andelen fordon med dubbdäck utfördes genom vägverkets försorg. Resultaten är under bearbetning.

Ljusreflexion från belåggningsytor

Studierna har efterhand inriktats på att översiktligt klarlägga hur olika faktorer inverkar på beläggningsytors ljusreflexionsegenskaper, samt att utarbeta objektiva mätmetoder för bestämning av dessa. Med hjälp av de utarbetade mätmetoderna bestäms hur reflexionsegenskaperna påverkas av dels yttre betingelser som be­ läggningens slitagetillstånd, fuktighet och nedsmutsningsgrad, dels beläggnings- material och -typ.

Material för trafiklinjemarkering

Vid fältförsöken med trafiklinjemarkeringar, som igångsattes i fjol, provades varje material på tre sträckor. Trafiklinjemarkeringarna utfördes härvid på körfältet parallellt med körriktningen. Följande resultat har erhållits:

a. Reflexionsförmågan avtar mycket hastigt, bl a beroende på nedsmutsning. b. Reflexionsförmågan är väsentligen en effekt av glaspärlorna, varvid dessas

mängd, storlek och kvalitet är viktiga parametrar.

c. De trafiklinjemarkeringar, som utförts med konventionell färg, hade en livs­ längd, som obetydligt överskred en månad från det att dubbsäsongen börjat. d. De trafiklinjemarkeringar, som var av massatyp, hade i allmänhet en större

livslängd. Efter en vinters trafik kunde sålunda konstateras att av samtliga provade massor ungefär hälften hade en eller fler provsträckor, som kunde anses vara godtagbara från slitagesynpunkt.

e. Någon skillnad i slitagehänseende mellan provade konventionella material och tvåkomponentfärger och -massor har hittills ej kunnat iakttagas.

De till fältförsöken använda materialen undersöks på laboratoriet. Avsikten härmed är dels att få viss kunskap om materialens sammansättning och en del egenskaper av betydelse, dels att finna lämpliga metoder för identifiering av kvaliteterna.

Dammbindning av grusvägar

De under 1967— 1969 med olja dammbundna vägarna inom Uppsala län har oljebehandlats även 1970. Några nya försökssträckor har däremot icke utförts. Den ekonomiska jämförelsen mellan de på olja och klorkalcium baserade sommar- underhållen kommer att fortsättas under 1970.

Kontroll och provning av material till oljegrus

Alla vägoljeleveranser till Statens vägverk har kontrollerats med avseende på gällande leveransbestämmelser. Oljorna från olika leverantörer har också studerats genom komponentanalys och paraffinbestämning. Försökssträckor för provning av vidhäftningsmedel av olika fabrikat i oljegrus har utförts vid Pauliström i Jön­ köpings län. Totalt utfördes elva försökssträckor med en sammanlagd längd av

3 600 m.

Erforderlig mängd vidhäftningsmedel i asfaltlösningsbetong

De 1968 utförda försökssträckor na med asfaltlösningsbetong med varierande halt vidhäftningsmedel i bindemedlet har hållits under observation. Med ledning av resultaten från försökssträckorna har mängden vidhäftningsmedel vid tillverkning av asfaltlösningsbetong försöksvis minskats under beläggningssäsongen 1970.

Under 1969 har fältförsök utförts med ännu lägre halter vidhäftningsmedel i asfaltlösningen än föregående år vid Bäckebo i Kalmar län, Vistinge i Öster­ götlands län, Möklinta i Västmanlands län och Flarken i Västerbottens län. Binde­ medel har varit asfaltlösning RMA 90 med petroleumdestillat som lösningsmedel och asfaltlösning SA 90 med stenkolstj ärprodukter som lösningsmedel.

Försökssträckor med ytbehandlingar

Försök har gjorts med gummimodifierad asfaltlösning (levererad av AB Nynäs- Petroleum) och gummimodifierad vägtjära (levererad av Gas- och Koksverkens Ekonomiska Förening u.p.a.) som bindemedel till ytbehandlingar vid Älvsbyn i Norrbottens län och Hammenhög i Kristianstads län. Avsikten med försöken var att studera om man genom gummimodifieringen kan minska risken för blödning

och stensläpp. Modifieringen hade gjorts med gummi av kloroprentyp. Vid Älvs­ byn utfördes ytbehandlingarna dels på en maskinavjämning och dels på en öppen indränkning med pågrus 6— 12 mm till båda underlagen och vid Hammenhög på en maskinavjämning dels med pågrus 6— 12 mm och dels med pågrus 8— 16 mm. För vardera kombinationen provades två bindemedelsmängder. Jämförelse­ sträckor utfördes med asfaltlösning RMA 90 som bindemedel.

En större serie försökssträckor har planerats för sommaren 1970.

Övriga undersökningar

Laboratorieundersökningar av icke forskningskaraktär, i synnerhet sådana angå­ ende vidhäftning, har utförts åt olika uppdragsgivare.

Bärighetsavdelningen

Jordarters mekaniska egenskaper

De i tidigare årsredogörelser redovisade studierna av sambandet mellan tryck och deformation hos packade jordartsprover med syfte att bestämma de icke elastiska egenskaperna har utvidgats till kohesionsmaterial. Friktionsmaterialen har visat sig kunna beskrivas med ett samband av typen x-exp(x/x0), där x är nedsjunk- ningen. Faktorn exp(x/x0) anger avvikelsen från Hooke’s lag. Hos friktions- material tangerar kurvorna för av- och pålastning varandra i vändpunkterna vid upprepad belastning, men hos kohesionsmaterial ger kohesionsegenskaperna upp­ hov till mycket utpräglade tröskelvärden i vändpunkterna. Kurvsegmenten mellan dessa vändpunkter är icke linjära och torde även kunna passas in i en ekvation av samma typ som för friktionsmaterialen. Med det begränsade material som hit­ tills bearbetats har detta emellertid ännu ej kunnat fastställas. Studierna fortsätter.

I ett uppdrag för fordonsskatteutredningen (SOU 1969:45), som utfördes under förra budgetåret, bestämdes ett ekvivalenstal för olika undergrundsmaterial grundat på deras permanenta deformation vid upprepad belastning. Enligt denna under­ sökning var de flesta provade svenska undergrundsmaterialen mindre känsliga för ändring i belastningsamplituden än AASHO-materialet. Vissa kompletterande undersökningar av dessa material har utförts, varvid det bl a framkommit att den gängse laboratorietekniken för uppslagning och återkomprimering av leror leder till en gradvis förändring av lerornas egenskaper, varför upprepade mätningar på samma provmängd bör undvikas. Av betydelse för undergrundsmaterialens egen­ skaper vid nedbrytningen av överbyggnaden är icke blott dess permanenta defor­ mation utan även dess cykliska deformation1, vilken ju inverkar på deformations- amplituden hos överbyggnaden vid belastning. En gradering av de undersökta materialen på grundval av den cykliska deformationens ändring med

belastnings-1 Med cyklisk deformation avses den cykliska deformationsandelen i ett cykliskt belastningsförlopp (eng rebound deformation), den därur beräknade modulen benämnes cyklisk modul. Motsvarande storheter i konventionell plattbelastning är elastisk deformation och E-modul.

amplituden (mätt vid den tusende belastningen) ger en något olika ordningsföljd mellan de provade materialen, men AASHO-materialet hör fortfarande till de för ändringar i belastningsamplituden känsligare materialen.

Provbelastning av vägar

De mätningar avseende upprepad statisk belastning, som utförts under 1966, 1967 och 1968 med en i tidigare årsredogörelser beskriven tung belastningsanordning (ombyggt efterfordon B 120) har bearbetats och i vissa fall kompletterats med laboratorieundersökningar. Det har framkommit att cementstabiliserade bärlager har mycket hög cyklisk modul, men att en avsevärd minskning av denna sker vid upprepad belastning samt att den cykliska modulen hos överbyggnader med andra material icke avsevärt ändras efter något tusental belastningar. Den permanenta deformationen var obetydlig i konstruktioner med cementstabiliserade bärlager. I obundna system tilltog den permanenta deformationen linjärt med logaritmen för antalet belastningar, medan den i bitumenbundna bärlager tilltog snabbare än linjärt. Förloppet är dock beroende av belastningsprogrammet, därigenom att ett uppehåll i belastningen leder till en viss återhämtning. Dessa deformationer var lika för olika tjocklek hos isolerande skikt under bärlagret, varför man kan sluta sig till att bärigheten var tillfredsställande och att den uppmätta deformationen huvudsakligen var att tillskriva de bituminiserade skikten själva.

Mätningar av stigningen på olika avstånd från belastningsplattans centrum tyder på att en stor del av sjunkningen beror på materialrörelser i sidled.

Samtidiga mätningar av elasticitetsmoduler med vågutbredningsmetoden ger mycket högre värden än de cykliska modulerna, som uppmätts genom plattbelast­ ningen, i bituminiserade system stundom tiopotenser högre. Eftersom trafikbelast­ ningen vanligen är av mycket kort varaktighet och ger upphov till vibrationer med frekvenser på många perioder per sekund, är de moduler som mätts med våg­ utbredning troligen mera realistiska än de statiskt mätta, en omständighet som måste beaktas vid dimensionering av bitumenbundna system på grundval av statiska belastningsprov. Temperaturens inverkan är särskilt stor vid bituminösa system.

Konventionella belastningar med institutets belastningsbil för statisk belastning har företagits i samband med uppföljning av provvägar och rutinmässigt i sam­ band med andra uppdrag. Under året har den gamla belastningsbilen avförts och en ny anskaffats, med vilken belastning kan ske till maximalt 6 ton och genom förlängningsanordningar ned till ett djup av 1,5 m under hjulbasen.

Jämförande mätningar mellan plattbelastnings- och hjulbelastningsmetoderna har utförts för studium av den senare metodens användbarhet för bestämning av asfaltbelagda vägars bärighet. Vid hjulbelastning mättes deformationen med Ben- kelmanbalk, varvid olika för denna föreskrivna mätsystem provades.

På uppdrag av Statens vägverk, T V har en undersökning av de årstidsberoende bärighetsförändringarna hos vägar av olika uppbyggnad på olika undergrundstyper påbörjats. Mätningarna utföres före, under och efter tjällossningen. De utföres f n på tre mätstationer i Södermanlands län, där tjällossningen även följes med tjälgränsmätare.

Dimensionering av vägöverbyggnader

På uppdrag av Statens vägverk har en översyn av dimensioneringsföreskrifterna i vägverkets byggnadstekniska anvisningar påbörjats. Syftet är att lämna förslag till modernisering av anvisningarna, särskilt med hänsyn till den ökade trafiken och axeltrycken och den vidgade kännedom om dessa faktorers inverkan på väg- överbyggnaden, som tillkommit genom forskningsarbete här och i utlandet. Två av institutets avdelningar samt ett par utländska gästforskare har knutits till detta problem.

Undersökningar och förslag till förstärkning av vägar för mycket tunga transporter

På uppdrag av Statens vattenfalls verk har förslag lämnats till förstärkning av vägen på sträckan Hargshamn— Harg— Gråska sekundärstation för framförande av en tung transport. Transformatortransporten med en totalvikt på 215 ton fram­ fördes av Statens vattenfallsverk under september månad 1969 utan missöden och enligt en okulärbesiktning, som utförts av bärighetstavdelningen efter trans­ porten kunde inga sprickor eller andra skador i vägen konstateras.

På uppdrag av Statens vattenfallsverk har bärighetsavdelningen i oktober månad medverkat i en vägrekognosering inom området Ludvika— Köping— Västerås. Rekognoseringen avsåg bedömning av förutsättningarna för att till någon av hamnarna i Västerås eller Köping transportera alla vid ASEA:s verkstäder i Lud­ vika tillverkade tunga enheter på landsväg med specialbyggda gummihjulsburna vagnar i stället för som hittills på järnväg med specialbyggda järnvägsvagnar.

Likaledes på vattenfallsverkets uppdrag har besiktning och belastningsprov ut­ förts på väg 848, Väröbacka— Videbergs hamn i Hallands län, samt utlåtande avgivits rörande vägens bärighet och de förstärkningsåtgärder, som bedömts er­ forderliga för extremt tunga transporter till Ringhals kraftstation.

På sträckan Väröbacka— Ringhals kraftstation, varav ca 4 km på väg 848, skall bl a framföras transformatortransporter med totalvikten 320 ton för vagn och transformator. På sträckan Videbergs hamn— Ringhals kraftstation, varav ca 1000 m på väg 848, kommer att utföras en spårbunden transport med totalvikten ca 600 ton på ett system av ”skates”.

På Sydsvenska Kraftaktiebolagets (Sydkraft) beställning har efter besiktning lämnats kostnadsförslag för en bärighetsundersökning och beräkning av erforder­ liga förstärkningsåtgärder för en tung transport till det blivande kärnkraftverket i Barsebäck i Malmöhus län. Transporten omfattar en totalvikt på ca 500 ton. Under maj och juni 1970 har bärighetsundersökningar utförts på vägarna 1137, 110 och 1138 på sträckan Kävlinge station— Barsebäck.

V äguthredning

Studierna av deformationsvågors utbredningshastigheter för bestämning av elasti- citetsmoduler och skikttjocklekar har fortsatt efter samma linjer som angivits i

tidigare årsredogörelser. Metodstudierna har avslutats och kommer att redovisas i ett licentiatarbete vid Institutionen för vägbyggnad, KTH. För närvarande under- sökes möjligheten att använda vågutbredningsmetoden för kontinuerlig mätning av vägars bärighet för insamling av primärdata till vägdatabanken. Av denna anledning har mätprocessen och datainsamlingen automatiserats, så att elasticitets- moduler skall kunna erhållas genom automatisk databehandling. Den nya appara­ turen har installerats i ett mätfordon, och intrimning för mätningar under fält­ förhållanden pågår. Man avser att utföra mätningarna i ekvidistanta punkter utefter vägen, varvid mätfrekvensen uppskattas till 8— 12 mätpunkter per timme.

Jord packning och packnings kontroll

På uppdrag av Statens vägverk, TV har påbörjats en undersökning av jord- och bergmaterials packningsegenskaper samt metoder för packning av olika under- och överbyggnadsmaterial och packningskontroll. Det genom denna undersökning er­ hållna resultatet skall utgöra underlag för en revidering av de nuvarande packnings- bestämmelserna.

Den för Svenska Byggnadsentreprenörföreningen år 1967 igångsatta under­ sökningen av betingelserna för jordterrasseringsarbeten vintertid har avslutats under året. Försöksverksamheten har omfattat fältförsök på provbankar i Varpsjö, AC län och Stratjära, X län, samt laboratorieprovningar och kylrumsförsök. Fält­ försöken har bekräftat en del kända men icke tillbörligt beaktade orsaker till sättningar, och kylrumsförsöken har kvantitativt visat hur packningseffekten av­ tager vid minskad temperatur och ökad vattenhalt hos det instampade materialet. På grundval av undersökningarna har förslag till åtgärder och förslag till storleken av överhöjningar för kompensation av sättningarna utarbetats. En i tidigare års- redogörelse beskriven prototyp för sättningsmätningar har vidareutvecklats och håller på att utprovas fältmässigt.

Lätta fyllnadsmaterial

På uppdrag av Statens vägverk har tidigare påbörjade undersökningar av lätta bankmaterial återupptagits. Undersökningen avser bestämning av vissa tekniska egenskaper hos lätta material, främst avseende bärighetsegenskaper och motstånds­ kraft mot nedbrytning under inverkan av miljöfaktorer och trafiklast. Man avser att på grundval härav kunna utfärda dimensionerings- och byggnadsföreskrifter samt rutinprovningsmetoder. Undersökningarna skall till att börja med omfatta industriella produkter, främst av expanderad granulerad lera (lättklinker) samt vissa biprodukter såsom masugnsslagg, bark och sågspån. En inventering av kun­ skaper och erfarenheter om lätta bankfyllnadsmaterial har utförts. Uppföljningen av bärighet och sättningar hos en sträcka med barkunderlag över mosse på väg 728 Kinnared— Fegen i Hallands län har fortsatt under året.

Mätning av vägars jämnhet, CHLOE-mätaren

CHLOE-mätaren har använts för rutinmässig uppföljning av jämnheten hos av­ delningens prowägar samt i samband med ett uppdrag rörande överbyggnaders

nedbrytning vid viss trafikbelastning. Vidare har uppföljning skett av de vid högertrafikens införande påbörjade mätningarna på motorvägsdelen Barkarby— Stäket på E 18. Denna motorvägsträcka var nybyggd vid övergången till höger­ trafik, och beläggningen pålades under eftersommaren 1968. Resultaten av mät­ ningarna framgår av nedanstående tabell.

Tabell 1. Bestämning av trafikvärde för motorväg Barkarby— Stäksön (E 18)

Datum Beläggningstyp Körfält

mot Enköping mot Stockholm

vänster höger vänster höger

30.8.67 100 Ab 25 t 3,51 3,62 3,54 3,68

5.10.67 — „ — 3,59 3,66 3,64 3,67

30.5.68 — 3,27 3,19 3,48 3,02

25.10.68 80 HAb 16 t 4,00 4,04 3,99 4 ,24

17.9.69 55 3,84 4,34 3,83 4,35

Värdena i tabellen visar bättre motståndskraft mot nedbrytning hos höger körfält, långsamfilen, efter tillkomsten av beläggningen 1968, vilket kan sammanhänga med att detta körfält packats bättre av den tunga trafiken. Värdena är medeltal av hela motorvägens sträckning, och stora variationer förekommer längs vägen, varför några säkra slutsatser ännu icke kan dragas. Mätningarna kommer att fort­ sätta i en följd av år.

CHLOE-mätaren utvecklades i samband med AASHO-försöken i USA för bestämning av prowägarnas körbarhetstillstånd, ’ present serviceability index”, vilket anges i en femgradig skala och beräknas ur uppmätta data genom en empi­ risk formel, som tillkommit genom provkörning och bedömning på utvalda prov­ sträckor i USA. Denna empiriska formel har hittills provisoriskt använts vid ut­ värdering av data från CHLOE-mätaren vid väginstitutet. På uppdrag av Statens vägverk har avdelningen påbörjat en studie av vissa provsträckors jämnhet, varvid på liknande sätt som vid AASHO-försöken ett samband mellan CHLOE-data och klassningen enligt en grupp av bedömare kommer att utarbetas. Detta samband avses att ligga till grund för framtida klassning av det svenska vägnätet med hjälp av CHLOE-mätaren, speciellt i samband med bedömning av behovet av vägunder­ håll.

CHLOE-mätarens mätsystem har under året utvecklats och förbättrats, däri­ genom att en stans registrerar varje enskilt mätvärde på hålremsa, och beräkning­ arna utföres genom automatisk databearbetning. Man har därigenom varje enskilt profillutningsvärde registrerat, och annan matematisk bearbetning än beräkning av trafikvärdet kan utföras, t ex integration för bestämning av profilen själv, fourieanalys av profilen, bestämning av krökningsfördelningen ur andraderivatan etc. Dataprogram för dessa analyser finns utarbetade.

Stabiliseringsteknik

Planenliga observationer och mätningar har under året utförts på bärighetsavdel- ningens prowägar vid Alestatorp, Gualöv, Torup, Vårgårda, Källby, Edsvalla, Nykroppa, Brista, Västerås och Hallstahammar (jfr årsredogörelsen 1967— 68, tabell 3).

Vid Vårgårdavägen (Statens väginstitut. Specialrapport. 76) hade ett försök gjorts att eliminera sprickbildningen hos asfaltbeläggning vilande på cement- stabiliserat bärlager genom att man mellan dessa lager hade lagt in ett obundet gruslager (glidlager). I samband med förstärkningsarbeten hösten 1969 på rv 50 vid Vadstena utfördes en överbyggnadskonstruktion av liknande slag med cement- stabiliserat bärlager, varvid man dock använde mellanlager av oljegrus i stället för obundet grus. Samtidigt utfördes försök för att klarlägga om man skulle kunna minska sprickbildningen hos asfaltslitlagret genom vältning av det färska, cement­ stabiliserade lagret med vibrerande fårfotsvält i avsikt att förbättra horisontal­ förankringen mellan det hårdnade, stabiliserade bärlagret och underlaget.

Avdelningen har under året medverkat i en av Svenska Byggnadsentreprenör­ föreningens (SBEF) vägforskningsgrupp initierad teknisk-ekonomisk utredning av möjligheterna att använda cementstabiliserade bärlager i vägöverbyggnadens för- stärkningslager. I anslutning härtill har avdelningen av SBEF fått i uppdrag att försöksmässigt undersöka användbarheten av cementstabiliserade skikt av sandiga, moiga basmaterial i förstärkningslager. Undersökningen, som avser dels material­ tekniska studier på laboratoriet dels studier på modell i full skala av den aktuella vägöverbyggnadens funktion vid belastning, har påbörjats.

Helt bitumeniserad (H B) överbyggnad

I USA har under senare år alltmer uppmärksammats en typ av överbyggnad för vägar, gator och flygfält, där man i högre grad än normalt utnyttjar bitumen­ bundna material för att — som det synes — i första hand rationalisera bygg­ processen. Två olika kommersiella varianter av denna överbyggnadstyp finns registrerade, nämligen en typ där samtliga överbyggnadslager, som vilar på terrass­ ytan, består av bitumenbundna material ( ’Tull Depth” ) resp en typ där endast överbyggnadens övre lager till en tjocklek av minst 15 cm består av bitumenbundna material, som skall vara varmblandade, tätgraderade och av hög kvalitet ( ”Deep Strength” ). Den sistnämnda överbyggnadstypen kan sägas vara provad i vårt land, eftersom de under senare år utförda vägarna med tjocka bärlager av BG uppfyller ovannämnda definition. Den förstnämnda, helt bitumenbundna överbyggnaden har däremot knappast provats i vårt land. För denna typ har hos oss införts be­ teckningen HB-överbyggnad, dvs överbyggnad, som är helt bitumenbunden. Som förberedelse för kommande prowägar för systematiskt studium av HB-konstruk- tionernas uppförande under svenska förhållanden har under året utförts prov­ sträckor på tre ställen i landet. På provvägen Edsvalla 1967 har sålunda två skadade provsträckor (nr 24 och 25) ombyggts och försetts med tjocka BG-lager (20 resp 30 cm) närmast under slitlagret. Mellan BG-lagret och undergrunden förekommer

i detta fall ett kvarvarande förstärkningslager med tjockleken 45 resp 35 cm, varför provet ej kan sägas avse en renodlad HB-konstruktion. Vid de båda andra försöksställena, Avesta och Linköping (Hjulsbrovägen) har däremot HB-över- byggnad använts. Med hänsyn till den relativt rikliga förekomsten av starkt tjäl- farliga jordarter i vårt land och att undergrundens tjällyftningsbenägenhet ofta växlar snabbt längs väglinjen har det ansetts önskvärt, att i samband med HB- konstruktionernas provning undersöka olika möjligheter att dämpa eller eliminera tjällyftningarna i vägen. Försöksytorna i Avesta resp Linköping har därför utförts med understa skiktet i HB-konstruktionen av ett tjälnedträngningshämmande material — i bägge fallen bestående av bitumenbunden lättklinker (Leca). Sist­ nämnda material har blandats och utlagts på samma sätt som det senare påförda BG-materialet. — Försöksytorna i Edsvalla, Avesta och Linköping har utförts i samarbete mellan å ena sidan bärighetsavdelningen, geologiska avdelningen och beläggningsavdelningen, och å andra sidan vägförvaltningen i Värmlands län resp Avesta stad och Linköpings stad.

Betongbeläggningar

På Ramlösaprowägen på E 6 vid Hälsingborg (jfr årsberättelsen 1968— 69) har mätningar och observationer utförts vid skilda tillfällen under året. Bearbetningen av försöksdata är ännu ej slutförd. I väginstitutets provvägsmaskin har för enskild uppdragsgivares räkning mätts avnötningen vid trafik med dubbade däck på vakuumbetong. Denna visade sig nötas mindre än ordinär betong.

För Kungl. fortifikationsförvaltningen har planlagts en undersökning av hur urea använt som tösalt på olika typer av betongbeläggningar påverkar dessa i jäm­ förelse med vanligt vägsalt. Undersökningen har genomförts och redovisats av Cement- och Betonginstitutet i Stockholm. Urea visade sig vara avsevärt mindre skadlig än vägsalt för luftinblandad betong.

Flygfältsbanor

De i årsredogörelsen 1968— 69 omnämnda systematiska provbelastningarna för luftfartsverkets räkning av flygfältsbanor har under året fortsatt med flygplatserna i Kiruna, Luleå, Skellefteå, Örnsköldsvik och Norrköping (Kungsängen). Med ledning av belastningsresultaten har banornas verkliga bärighet beräknats och redovisats. För fortifikationsförvaltningens räkning har på samma sätt utförts provbelastningar på flygfältsbanorna i Norrköping (Bråvalla) och Luleå (Kallax).

Uttagning av borrkärnor

Med väginstitutets bilburna borrmaskin har på uppdrag av statens vägverk, AB Bergendahl och Höckert och institutets beläggningsavdelning samt för egen räk­ ning under året uttagits 288 borrkärnor, total borrlängd 37 m. Av kärnorna har

161 borrats ur asfaltbeläggningar och ur lager av bitumenstabiliserat grus (B G ) och 127 ur betongbeläggningar, cementstabiliserat grus (CG) och cementbruks- bunden makadam (CM ). Samtliga prover har uttagits med 15 cm diamantpulver- borrkrona.

Konsultation

För statens vägverk, luftfartsverket, fortifikationsförvaltningen, byggnadsfirmor, konsulter m fl har olika vägbyggnadsmaterials lämplighet undersökts och/eller bedömts i avseende på bärigheten och packningsegenskaperna.

Avdelningen har vid samråd med luftfartsverket framfört synpunkter på frågor rörande material till och packning av bankfyllning inom banområde för flygfältet vid Sturup.

Avdelningen har av AB E. Nordvall, Västerås, konsulterats angående kranbana för rälburen kran med boggitryck 80 ton.

För enskild uppdragsgivares räkning har avdelningen utfört jämförande labora- torieprovningar av ett amerikanskt jordförbättringspreparat benämnt Paczyme.

Diverse

Avdelningen har under året varit representerad i den av ByggAMA, det av olika organisationer bildade och finansierade bolaget, tillsatta gruppen för jordschakt- packning av jord inom Mark AM A-området.

Avdelningen har under året varit representerad i en av samarbetsorganisationen för fordon-markforskning tillsatt kommitté, specialkommitté 1.

Tjänstemän vid avdelningen har deltagit i verksamheten inom Nordiska Väg- tekniska Förbundets utskott 30, 31 och 32 samt inom Föreningen för bituminösa beläggningar.

Geologiska avdelningen

Tjälund ers ökningar

Provvägar

Observationerna vid de somrarna 1966 och 1967 byggda prowägarna Edsvalla 1966 och Edsvalla A och B 1967 har fortsatt i full omfattning. Sommaren 1969 ombyggdes de två starkt sprickskadade provsträckorna med mineralull (nr 24 och 25) genom att mineralullen borttogs och tjocka BG-lager (20 resp 30 cm) utfördes på befintligt förstärkningslager av grusig sand. Vid bortgrävningen av mineralullslagret kunde konstateras att detta sammantryckts till ett belopp av genomsnittligt 6,0 resp 4,5 cm från den projekterade tjockleken 12 resp 8 cm. Vattenhalten hos mineralullen varierade mellan 2 och 35 volymsprocent. Dessa värden visar att mineralullens tjälisolerande och bärande egenskaper kraftigt

för-K)

O

sämrats. Mineralull av den använda kvaliteten kan därför ej rekommenderas för inbyggning i väg i ”högt” läge. En redogörelse för ombyggnaden av mineralull- sträckorna kommer att ingå i en kommande rapport.

Provvägar av försökskaraktär med isolerings lager av bituminiserad Leca har utförts inom Avesta stad, provväg Avesta 1969, och inom Linköpings stad, prov- väg Linköping 1969. Vid Avestaprowägen varierade isolertjockleken mellan 40 och 5 cm och vid Linköpingsprowägen var tjockleken 5 resp 10 cm. Genom att vintern 1969— 70 blev så pass sträng har värdefulla data om lättklinkers tjäl- isolerande förmåga kunnat erhållas för relativt stora luftköldmängder. I Avesta skedde sålunda genomtjälning av ett 35 cm tjockt isoleringslager vid köldmängden 700 dygnsgrader. Ytterligare uppgifter om tjälnedträngningen vid Avestaprov- vägen erhålles ur figur 1. Byggnadsarbetena för dessa provvägar beskrives i en kommande rapport.

I Kilsmo, Örebro län, har som ett förförsök byggts en provväg med isolerings­ lager av armerade lättbetongbalkar, provväg Kilsmo 1969. Mätningar under vintern 1969— 70 av tjälnedträngningen visar, att lättbetongen har en markerad tjäl- bromsande effekt.

Övriga fältförsök

Vägförvaltningens tjälmätningsstationsnät i Södermanlands län har under vintern 1970 upprustats för att möjliggöra främst urtjälningsmätningar. Dessa mätningar har nu utförts samtidigt med att bärighetsavdelningen företagit mätningar för att bestämma bärighetens variation under tjällossningen.

I Västernorrlands län har på vägförvaltningens uppdrag monterats ett antal tjälgränsmätare utspridda över länet. Genom dessa mätare avser vägförvaltningen att skaffa sig kontinuerliga informationer om tjälförhållandena i länet.

Vid vägföretaget Långsele— Sollefteå igångsatta undersökningarna av isolerade och icke isolerade vägavsnitt har fortsatt, varvid principerna för insättande av tjälisoleringsåtgärder tagits upp för utredning. Resultaten från Långsele— Sollefteå- undersökningarna kommer att redovisas i form av en rapport.

Mätning av marktemperatur

I samband med tjälskadeundersökningar och forskning över isolermaterials an­ vändning i vägar har temperaturmätningar sedan lång tid varit aktuella vid Statens väginstitut. Av tekniska och ekonomiska skäl har man emellertid vanligen nöjt sig med att registrera läget av nollisotermen med hjälp av en s k tjälgränsmätare (Statens väginstitut. Rapport. Nr 30 A. 1963). På senare tid har emellertid behovet av att komplettera dessa med temperaturmätningar vuxit allt starkare. Målet har därvid varit att kunna genomföra mätningar på ett stort antal platser, dock med i allmänhet ganska långa tidsintervall.

Mätning av marktemperatur utföres konventionellt genom givare som monteras i marken på det djup, där man önskar bestämma temperaturen. Nackdelen är huvudsakligen att vid mer omfattande mätningar blir installationerna dyrbara, om

man inte vill göra alltför stort avkall på tillförlitligheten. Om under en längre mätserie någon givare skulle sluta att fungera eller ge anledning till misstanke om bristande tillförlitlighet, måste givaren grävas upp för utbyte eller kontroll, då eljest mätpunkten måste slopas. Detta har medfört, att väginstitutet endast i be­ gränsad utsträckning kunnat begagna sig av fasta givare, varav f n ett femtiotal är i bruk. För att möjliggöra mätning i önskvärt antal punkter har ett alternativt system för marktemperaturmätningar konstruerats av förste forskningsingenjör Sven Fredén. Detta utgöres av ett flyttbart mätdon, vilket endast i samband med själva mätningarna placeras på mätplatsen, ett rör monterat i marken.

Eftersom det utvecklade mätdonet är avsett att nedföras i befintliga foderrör för tj älgränsmätare, är i stort sett både princip och dimensioner givna. Mätdonet består sålunda av ett antal givare inbyggda i cylindriska kroppar med en diameter något mindre än foderrörets och med en längd som bestäms av den använda givarens dimensioner. Mätkropparna är förenade med en plastslang, som innehåller nödvändiga elektriska förbindningar. Upptill avslutas slangen av ett kontaktdon till vilket en mätbrygga anslutes. Tjälgränsmätarrören är sällan mer än 2,5 meter långa, varför den mätande delen av mätdonet gjorts 2 m, och inom denna sträcka finnes sex mätkroppar. Eftersom temperaturgradienten normalt är störst närmast markytan och avtar nedåt har mätkropparna placerats tätare i mätdonets övre del (se figur 2). De i mätkropparna placerade givarna utgöres av i glas ingjutna platinaspiraler med nominellt 100 ohm motstånd vid 0°C. Som mätbrygga kan användas en konventionell Wheatstonebrygga med en avläsningsnoggrannhet på 0,1 ohm och då dR/dT är ca 0,39 ohm/°C motsvarar detta ca 0,3°C.

När mätdonet nedföres har det en från marken avvikande temperatur och denna kommer att asymptotiskt närma sig ett jämviktstillstånd. Undersökningar i labora­ toriet och i fält har visat att mätdonet efter 30 minuter antagit en temperatur som inte avviker mer än 0,1 °C från det teoretiska slutvärdet efter oändligt lång tid. För att få en tillfredsställande mätnoggrannhet måste utrustningen kalibreras med hänsyn till ledningarnas motstånd och givarnas nollpunktsresistens. Vidare måste den använda mätbryggan vara sådan att mätströmmen genom givaren inte medför någon märkbar självuppvärmning. Om ovan angivna försiktighetsmått iakttages, kan man räkna med att mätnoggrannheten blir ca ± 0 ,5 ° C.

Det här beskrivna mätdonet har använts under tre år vid väginstitutet med goda resultat. Vid några mätplatser har fasta temperaturgivare funnits i anslutning till det för temperaturmätningar utnyttjade tjälgränsmätarröret och därvid har en jämförelse kunnat ske mellan dessa metoder. Det har därvid visat sig att vid en konventionellt uppbyggd väg är noggrannheten hos den här beskrivna metoden

fullt tillfredsställande. Om högisolerande material ingår i vägens uppbyggnad blir temperaturgradienten mycket hög i isolermaterialet och genom att värmelednings­ förmågan hos tjälgränsmätarröret är högre än i isolermaterialet kommer en ut­ jämning av temperaturen i röret att ske. Detta innebär att den i röret uppmätta temperaturen har en betydligt lägre temperaturgradient än den som förekommer i isolermaterialet. Mätningarna blir där behäftade med ett fel, som sålunda ej är betingat av själva mätdonet utan av rörets avsevärt högre värmeledningsförmåga. Denna utjämningseffekt sträcker sig ungefär 20 cm ovan och under isolermate­ rialet. Trots detta ger dock mätningarna en tillfredsställande bild av värmeflödet i marken.

Laboratorieförsök

Det har länge diskuterats i vilken utsträckning mineralens egenskaper påverkar tjällyftningsförloppet. Vid flera tillfällen har tjällyftningsförsök gjorts med olika mineraltyper. Man har därvid ofta trott sig finna mycket stora skillnader i tjäl- lyftningshastighet vid jordarter med samma kornstorlekssammansättning men med olika mineralogisk beskaffenhet. För att renodla effekten av mineralens ytegen­ skaper är det emellertid nödvändigt att icke blott den på konventionellt sätt fast­ ställda kornstorleken är väldefinierad utan även att partiklarnas form är väl känd. Som ett förförsök till en planerad serie av undersökningar över de här antydda företeelserna har vid geologiska avdelningen tjällyftningsförsök utförts med fyra olika mineraltyper: kristallin kvarts, kvartsglas, fältspat och kalksten (kalcit). Vissa försök har dessutom utförts med glaspärlor och med syrakokad kvarts. Av dessa mineraltyper har fraktionen 32— 44 gl framställts genom siktning med vindstråle- sikt. Efter tjällyftningsförsöken har proven fotograferats i ett sk Scanning Electron Microscope (figur 3 och 4 ). Eftersom det av sikttekniska skäl var nödvändigt att framställa ett i tjällyftningssammanhang relativt grovt material, blev lyfthastig- heterna små och mätnoggrannheten tämligen liten. Signifikativt större tjällyftnings- hastighet har kalciten. Ett studium av fotografierna visar emellertid att kalciten i samband med siktningen, packningen och själva tjällyftningen delvis krossats, varför mängden finmaterial i kalcitpreparatet överstiger vad som förekommer i de andra proven. Detta kan vara förklaringen till kalcitens högre tjällyftningshastig- het. Det är planerat att fortsätta försöken med finkornigare fraktioner, andra mineral samt med en känsligare apparatur. Det bör därvid vara möjligt att med större noggrannhet kunna besvara den uppställda frågan.

Stenmaterialunders ökningar

Nötningshårdhet

Genom tillkomsten av trafik med dubbade däck är bestämning av stenmaterials styrkegrad ej tillfyllest för utvärdering av hållbarheten som beläggningsmaterial. Stenmaterials nötningshårdhet, som till stor del beror på de ingående mineralens hårdhet, har blivit en faktor av betydelse. En litteraturstudie beträffande olika

Fig 4. Kalcit. Förstoring ca 1100 gånger.

byggnadsmaterials hårdhetsegenskaper och metoder för mätning av desamma har gjorts. Mycket litet har skrivits beträffande stenmaterial.

En metod för utvärdering av nötningshårdhet saknas f n i Sverige. I Stor­ britannien finns däremot en normerad metod, nämligen ”Aggregate Abrasion Value” enligt B.S. 812. Utrustningen för att bestämma nötningshårdheten med denna metod, en s k Dorry avnötningsmaskin, har under året införskaffats av väginstitutet. Det är i princip fråga om en slipskiva av gjutjärn (figur 5) på vilken två belastade, 5 5 X 9 0 mm stora ytbehandlingsprov nötes med lösa slipkorn. Slip­ materialet som använts har varit syntetisk aluminiumoxid nr 60. Stenmaterialen har varit av fraktion 8— 11,3 mm och har ingjutits i en platta av härdplast. Ett fåtal försök har hittills medhunnits.

Fig 5. Nötningsapparat (D orry) enligt B .S. 812.

I samband med beläggningsavdelningens körningar med dubbade personbils- däck i provvägsmaskin har fyra ytbehandlingar med olika stenmaterial provats, nämligen en kvartsit, en kalksten och två glimmerrika gnejser. Stenmaterialen har bundits i beläggningen med epoxiharts för att undvika att hela stenar lossnar genom dålig vidhäftning av bindemedlet, vilket försvårar undersökning av slitageegenskaperna. Kalkstenen och gnejserna slets relativt snabbt ned till binde­ medlets nivå, medan kvartsiten efter avslutad körning (100.000 varv) nötts obe­ tydligt. De två gnejserna har visat sig slitas ned i beläggningar i Västerås och Sundsvall trots godkända styrkegrader. Laboratorieförsök med tidigare omtalad slipskiva klassificerade de fyra stenmaterialen i samma ordningsföljd som prov- vägmaskinen. Nötningshårdheten synes vara en viktig egenskap vid sidan av styrke­

graden vid trafik av dubbade personbilsdäck. Det är f n svårt att gradera betydel­ sen av dessa två egenskaper. Vid dubbade lastbilsdäck kan den senare komma att spela förhållandevis större roll, då krossningen genom söndertryckning av partiklar blir större på grund av högre kontakttryck.

F riktionsegenskaper

De tidigare gjorda undersökningar, som ej redovisades i Statens väginstitut. Special­ rapport 45, har sammanställts och framlägges som Statens väginstitut. Rapport. Nr 101. Laboratorieprovningar på epoxibundna sandfraktioner och försök på yt­ behandlingar enligt modifierad ”Accelerated Polishing Machine” (B .S. 812) har gjorts. Jämförande undersökningar av nötning och polering av stenmaterial vid laboratorieförsök och i praktiken i vägbeläggningar har visat att stenytornas struktur kan bli väsentligt annorlunda. Mätningar med bromsvagn bekräftar att i laboratoriet poleringsbenägna stenmaterial i vissa fall kan ge beläggningar med hög friktion. Laboratorieförsök kan därför bli missvisande.

Ljusa stenmaterial

Genom det ökade intresset för trafiksäkerhetsarbete har krav på ljusare belägg­ ningar framförts. För att öka kunskaperna om svenska förekomster av ljusa sten­ material har väginstitutet i samarbete med vägverket startat en inventering, till en början dock främst inom mer tättbefolkade områden. Förekomsterna lokaliseras och klassificeras, prov tages för laboratorieundersökningar av egenskaper som ljushet och slitstyrka — vissa ljusa stenmaterial tillhör de starkaste stenmaterialen. Hänsyn tages även till brytningskostnader och transportmöjligheter vid klassifice­ ringen.

Bär- och förstärkningslagermaterial

Speciella problem med svagare stenmaterial av sedimentära bergarter och vittrat urberg har behandlats i Statens väginstitut. Specialrapport 84. En provsträcka med lättvittrande, vattenkänslig kalksten ( ”leversten” ) som överbyggnadsmaterial har gjorts i samband med ombyggnad av väg 714 vid cementfabriken i Hällekis. ”Leverstenen” bildar överskottsmaterial vid cementtillverkning. Kalkstenen stude­ ras främst i fråga om nedbrytning i vägen i tät och öppen gradering i kilformade överbyggnader under starkare urbergsmaterial. Provvägen har bl a instrumenterats med vid bärighetsavdelningen utvecklad ny metod för sättningsmätningar (jfr SVI. Rapport. Nr 50). Avsikten är att efter hand utföra provsträckor med andra svaga, lokala material på olika håll i landet.

Sambanden mellan petrografi och vägtekniskt betydelsefulla egenskaper

Hittills erhållna erfarenheter har sammanfattats i Statens väginstitut. Special­ rapport 84 och avses att publiceras i förkortad form. Specialrapporten grundar sig på relativt omfattande litteraturstudier och erfarenheter av kvalitetsbedömning av till väginstitutet insända eller för forskningsändamål tagna stenmaterialprover.

Övrig verksamhet inom stenmaterialområdet

Som komplement till tidigare undersökningar av fallhammarmetoden (jfr SVI. Rapport. Nr 48 och 49) för bedömning av styrkegrad, har en undersökning av krossningseffekten hos apparater vid auktoriserade svenska provningslaboratorier påbörjats. Spridningen vid försöket studeras. F n används fortfarande en del olika fallhammarkonstruktioner men avsikten är att en enhetlig apparat skall komma till användning.

I samband med projektering och byggnadsplanering av vissa motorvägar (rv 40 (Borås— Göteborg), E 6 (Fjärås— Kollahed) och E 4 (Nyköping— Lästringe)) har bedömningar gjorts av bergmaterialet i blivande skärningar. Lämpligheten av krossning till överbyggnadsmaterial har undersökts, tillika förekomst av från släntstabilitetssynpunkt ogynnsamt orienterade bergstrukturer.

Väginstitutet har på uppdrag av Nedre Norra Byggnadsdistriktet utfört under­ sökningar för att lokalisera lämpliga fyndigheter för distriktets behov av slitstarka beläggningsmaterial.

Ett flertal prov, både från Sverige och utlandet, har undersökts med avseende på lämpligheten som vägmaterial på uppdrag av statliga och kommunala myndig­ heter samt privatföretag.

Maskintekniska avdelningen

V interväghållning

Försök att använda urea i stället för natriumklorid i vinterväghållningen utfördes, såsom framgår av föregående årsberättelse, under vintern 1968— 1969. Försöks­ resultaten har nu sammanställts och visar att under en halkperiod med en medel­ temperatur av — 2°C gav användning av natriumklorid i genomsnitt högre friktion än användning av urea, trots att den totalt utspridda mängden urea var ungeför dubbelt så stor som den totalt utspridda mängden natriumklorid.

Friktionsundersökningar

Vattenplaning

Fältförsöken avseende vattenplaning, som påbörjades 1967, har avslutats under budgetåret.

Årets försök utfördes i avsikt att komplettera tidigare vunna erfarenheter med kunskaper om luftgummihjulets beteende i tunna vattenfilmer av olika tjocklekar mellan 0,5 och 2 mm. Kraven på vattenbassängens jämnhet och horisontering blev härigenom väsentligt strängare än tidigare. Proven ägde rum på en mycket slät yta (stenmaterial 0— 2 mm). Ett mindre antal prov utfördes i anslutning till de övriga på en extremt slät yta (ren epoxi) med mycket tunna vattenfilmer med tjocklekar mellan 0,02 och 0,2 mm. Tjockleken på dessa vattenfilmer kunde givetvis inte bestämmas på det traditionella sättet genom djupmätning utan be­ räknades ur påförd vattenmängd och area.

Antalet däcktyper utökades jämfört med föregående år. Sålunda undersöktes förutom referensdäck av ASTM-typ två vanligen förekommande diagonaldäck, tre vanligen förekommande radialbältdäck samt ett s k sportdäck av radialbälttyp.

Slutrapport är under utarbetande.

20 försökssträckor

De undersökningar av friktionen på 20 försökssträckor med beläggningar av typer­ na tät asfaltbetong och ytbehandling som pågått sedan 1967 har slutförts under innevarande budgetår. En avslutande höstmätning utfördes 1969. Slutrapport är under arbete.

Väg 70 delen Avesta— Grådö

Den varma sommaren 1969 medförde att bindemedlet i många ytbehandlingar under trafikens inverkan pressades upp i stenlagret och gav upphov till släta, bindemedelsrika ytor. Sådana ytor har i allmänhet låg friktion i vått tillstånd på grund av den bristande skrovligheten. Friktionsmätningar har i september 1969 utförts med mätvagn BV 5 på ett avsnitt av väg 70 i Kopparbergs län mellan Avesta och Grådö, som gav ett starkt intryck av att en sådan process ägt rum. Skillnaden i friktionstal mellan vägmitt och hjulspår, som i viss utsträckning kan sägas motsvara effekten av bindemedelsanrikningen, eftersom vägmitten i stort sett är opåverkad av trafiken, var genomsnittligt ca 0,20 såväl vid optimalt slip som med låst hjul. Friktionstalen på bindemedelsrika ställen var vid 80 km/h i medel­ tal 0,55 vid optimalt slip och 0,40 vid låst hjul. Lägsta uppmätta värden var 0,33 resp 0,31. Vissa delar av nämnda sträcka överlädes i oktober 1969.

Väg E 4 delen Bränninge— Pilkrog

På uppdrag av vägverket, östra byggnadsdistriket, har vid tre tillfällen, nämligen en gång i juni och två gånger i augusti 1969, friktionsmätningar utförts på ett vid mättillfället i juni med HAb 16 t nylagt motorvägsavsnitt av väg E 4, delen Bränninge— Pilkrog. Den första mätningen utfördes sedan en besiktning givit anledning till misstankar att vägen kunde vara hal, den andra mätningen utfördes för att utröna om friktionsegenskaperna ändrats under den gångna sommaren och den tredje mätningen slutligen utfördes för att undersöka om ett mycket kraftigt regnväder — den första nederbörden av betydelse på mycket lång tid — genom rengöring medfört någon friktionshöjning. Mätningarna skedde med friktionsmät- vagn BV 5 på bevattnad vägbana vid 90 km/h, optimalt slip och låst hjul.

Vissa avsnitt av mätsträckan uppvisade i juni mycket låga friktionstal. Detta gäller speciellt vid låst hjul, där på flera delsträckor förekom friktionstal lägre än 0,20 och i ett fall to m lägre än 0,10. Vid optimalt slip förekom även låga friktionstal av storleksordningen 0,3.

Sträckans medel- och minimivärden var vid optimalt slip 0,05— 0,10 bättre vid den första mätningen i augusti än i juni. Motsvarande förbättring var vid läst hjul 0,02— 0,05. Medelvärdena för samma mätning var 0,74 vid optimalt slip och 0,38 vid låst hjul och antalet delsträckor med låga friktionsvärden hade minskat avse­ värt men fortfarande förekom enstaka värden lägre än 0,20. Regnvädret mellan de båda mätningarna i augusti medförde genomsnittligt en friktionsökning, som vid optimalt slip var 0,05— 0,10 och vid låst hjul knappt märkbar.

Tidigare undersökningar av ett stort antal bituminösa beläggningar (SVI. Rap­ port. Nr 39) har gett medelvärden (90 km/h) på 0,71 vid optimalt slip och 0,48 vid låst hjul. Den aktuella beläggningen var således vid optimalt slip något bättre och vid låst hjul betydligt sämre än en genomsnittsasfaltbeläggning, vilket torde hänga samman med beläggningens fläckvis, på grund av bindemedelsöverskott, mycket släta, glatta yta.

Väg E 4 delen norr om Gränna

På uppdrag av vägverket, sydöstra byggnadsdistriktet, har friktionsmätningar ut­ förts i november 1969 på vissa delar av ett avsnitt av väg E 4 norr om Gränna. Beläggningen utgjordes av 60 Ab 12 t med tjärinbränning T 15. Läggningsarbetet hade avslutats i juli 1969. Mätningarna utfördes på fyra olika delsträckor belägna inom ett område av ca 8 km på vardera sidan om länsgränsen Östergötlands län— Jönköpings län. Vid mätningarna användes friktionsmätvagn BV 5 och de utfördes såväl vid optimalt slip som med låst hjul.

Resultatet framgår av tabell 1, som visar området för de olika delsträckornas friktionsmedelvärden. Delsträckornas friktion var något ojämn i vägens längd­ riktning. Förekommande minimivärden var i genomsnitt 0,05 lägre än motsvarande medelfriktion. Friktionen var ojämn även i tvärled med klart bättre friktion mellan hjulspåren än i hjulspåren. Skillnaden var av storleksordningen 0,05— 0,15.

Tabell 1. Variationsområde för friktionsmedelvärden på fyra delsträckor av väg E 4 norr om Gränna

Hastighet km/h

Friktionstal

optimalt slip låst hjul

20 0,81— 0,91 0,64— 0,72

40 0,68— 0,78 0,45— 0,56

60 0,61— 0,75 0,36— 0,46

Vid de ovannämnda tidigare undersökningarna av ett stort antal bituminösa beläggningar befanns friktionstalen vid 20, 40, 60 och 80 km/h genomsnittligt vara 0,82, 0,80, 0,77 och 0,73 vid optimalt slip samt 0,68, 0,58, 0,53 och 0,49 vid låst hjul. Spridning betingad av olika faktorer förekom givetvis och var av storleksordningen ± 0,09 vid optimalt slip och ± 0,07 vid låst hjul. En jämförelse mellan dessa medelvärden och mätresultatet visar att den aktuella beläggningen vid så gott som alla hastigheter är sämre.

En förnyad mätning har företagits på denna sträcka i maj 1970 och en preliminär granskning av mätresultatet har visat en betydande förbättring.

Väg E 6, olika avsnitt

På uppdrag av vägförvaltningen i Malmöhus län har institutet i november 1969 utfört friktionsmätningar på några olika avsnitt av väg E 6 med cementbetong- beläggningar med olika ålder, trafikmängd etc.

Inför mätningarna uppdelades försökssträckan i åtta delsträckor fördelade på de olika byggnadsetapperna. Varje enskild mätsträcka var ca 200 m lång och mät­ ningar utfördes i vänster hjulspår i båda körfälten i såväl östra som västra kör­ banan. Mätningarna utfördes vid 40— 80 km/h med institutets friktionsmätvagn BV 5 vid optimalt slip — dvs med rullande bromsat hjul — svarande mot bästa inbromsning samt med låst hjul. Mätspåret bevattnades i samband med varje mätning. Upprepningar företogs för att studera reproducerbarheten. Genomsnittligt var avvikelsen vid upprepade prov mindre än ± 0,01.

Samtliga sträckor hade god, med hastigheten något avtagande friktion. Totala minskningen med hastigheten var i intervallet 40— 80 km/h genomsnittligt 0,05 vid optimalt slip och 0,12 vid låst hjul. Som jämförelse kan nämnas att motsvaran­ de minskning med hastigheten för cementbetongbeläggningar enligt en tidigare undersökning av institutet (SVI. Rapport. Nr 39, 1961) var 0,07 resp 0,09. Vidare syns förekommande skillnader mellan östra och västra körbanan ha varit slump­ mässiga och överstiger genomsnittligt inte 0,03 å 0,04.

Materialets omfattning speciellt med avseende på de olika hastigheterna gör det svårt att utföra några ytterligare jämförelser. I den tidigare nämnda rapport nr 39 har visats att friktionstalet vid 60 km/h i stort sett motsvarar friktionens medel­ värde vid en inbromsning från 90 km/h till stillastående. Av denna anledning har

i figur 6 det aktuella materialets friktionstal vid 60 km/h redovisats. Värdena är genomsnitt för östra och västra körbanan. Materialet ger en antydning om att friktionens minskning är starkast under den första tiden efter beläggningens färdig­ ställande. Självfallet orsakas denna minskning inte av åldern i och för sig utan beror huvudsakligen av trafikens inverkan. Detta framgår av skillnaderna mellan höger och vänster körfält. Den tydliga skillnaden mellan höger och vänster körfält för den senast byggda av delsträckorna (7) måste tolkas så att trafiken redan under den första månaden avlägsnar ett strävt ytskikt från beläggningen. Spridningen för övrigt i materialet kan bero på faktorer som ännu inte analyserats t ex olika utförande, olika material etc för delsträckorna.