Provvägsförsök Gärstad -87: slagger från kol- och sopförbränning : lägesrapport 8901

(1)

VTInotat

Nummer:

V 80

Datum:

1989-02-03

Titel:

Provvägsförsök Gärstad -87

Slagger från kol- och sopförbränning Lägesrapport 8901

Författare:

Torbjörn Jacobsson och Leif Viman

Avdelning:

Vägavdelningen

Projektnummer:

42354-1

Projektnamn:

Uppföljning av provväg med restprodukter från Gärstad, Linköping

Uppdragsgivare:

REFORSK/SGI

Distribution: fri / bggtäftgfö?

Statens väg- och trafikinstitut

Pa: 58101 Linköping. Tei. 013-115200. Telex 50125 VTISGIS Besök: Olaus Magnus väg 37, Linköping

(2)

1 Inledning

2 Provsträckomas uppbyggnad

3 Mätningar 1988 3.1 Fallviktsmätning 3.2 Jämnhetsmätning

3.3 Tjäle och grundvattennivå 3.4 Okulärbesiktning 4 Fortsatt provning 5 Kommentarer Bilagor 1 Fallviktsmätningar 2 Tvärprofiler från jämnhetsmätningar

(3)

FÖRORD

Uppföljningen av provvägen ingår i projekt 768 "Slagganvändning - Teknik och Miljö" som finansieras i huvudsak av Reforsk men också av SYSAV AB och Tekniska Verken i Linköping. VTI fortsätter med uppföljningen av aktuell provväg, men också provväg byggd inom SYSAV:s område i Malmö.

(4)

1 INLEDNING

Provvägsförsök med slagger från kol- och sopförbränning har utförts vid Gärstad 1987. Syftet med p r o w ä g e n har i första hand varit att studera urlakningproblemen vid denna typ av material. Dessa undersökningar utförs av SGI. Samtidigt vill man studera materialens vägtekniska egenskaper och VTI har därför fått uppdraget att dels dimensionera p r o w ä g e n och dels att utvärdera dess vägtekniska egenskaper.

Byggnadsrapport har utgivits 8803 som VTI Notat nr V59. Föreliggande lägesrapport redovisar resultat från mätningar utförda från vägens färdigställande hösten -87 t.o.m hösten -88.

2 PROVSTRÄCKORNAS u p p b y g g n a d

P r o w ä g e n består av 5 delsträckor å 30 meters längd. Två sträckor innehåller kolslagg , två

sopförbränningsslagg (benämns sopslagg) och en med normal uppbyggnad (referenssträcka med grus).

Provsträckornas uppbyggnad framgår av figur 1. Slaggerna förekommer i förstärkningslagret.

(5)

2

3 MÄTNINGAR 1988

3.1 Fallviktsmätning

Fallviktsmätning utfördes vår och höst 1988. Mätningen som ger ett mått på vägens bärighet gjordes med VTI:S:s 5 tons fallviktsdeflektometer (FWD) varvid deflektionen (nedsjunkningen) mättes dels i belastningscentrum, dels i en punkt 45 cm från centrum. Mätförfarandet möjliggör bestämning av dels vägens medelmodul (hela

vägkonstruktionens bärighet), dels lagermoduler hos en tvåskiktskonstruktion. Provpunkterna, 10 st per

sträcka, var utplacerade i två mätlinjer längs vägen (i hjulspåren). En sammanställning av mätresultaten framgår av figurerna 2 - 4 där även höstmätningen -87 medtagits. I bilaga 1 redovisas samtliga enskilda resultat.

Medelmodulen (figur 2) är markant högre för

referenssträckan än övriga sträckor. Av slaggerna ger sopslaggen något bättre E-modul än kolslaggen. Sträcka 2

(kolslagg) innehållande 10 cm grus i övre delen

förstärkningslagret erhåller också något bättre bärighet än motsvarande sträcka (str 1) utan naturgrus.

Sträckorna 3 och 4, sopslagg med och utan grus i övre förstärkningslagret, uppvisar inga skillnader.

Medelmodulen för respektive sträcka varierar mellan mättillfällena.

(6)

Beläggningens temperatur, efterpackning, trafikens nedbrytning och fuktinnehåll etc. är faktorer som påverkar fallviktsmätningen. Resultaten från våren -88 är något bättre än vid höstmätningen -87 trots att vårmätningar brukar ge sämre bärighet pga hög markfukt efter tjällossningen. Beläggningstemperaturen var

dessutom vid vårmätningen betydligt högre än vid den tidigare mätningen, 16 istället för 7 grader.

Anledningen kan bero på efterpackning av trafiken. Höstmätningen -88 ger påtagligt högre E-moduler för samtliga sträckor än tidigare mätningar. Orsaken är troligen den låga temperaturen vid mätningen, ca 3 - 4 grader Celsius, vilket medför att beläggningen blir styv. Den tidiga kylan under hösten medförde dock att någon omprovning ej tyvärr blev möjlig. Fallvikts- mätningarna bör om möjligt utföras vid liknande

temperatur ( 5 - 15 C) vilket underlättar utvärderingen av resultaten.

Lagermodulen för förstärkningslagret och undergrunden (fig 3) tillsammans är högst för sträcka 5 (referens). Sträckorna med sopslagg erhåller högre värden än

kolslaggen. Någon effekt av grustillsatsen i

förstärkningslagret, sträckorna 2 och 3, konstateras ej. E-modulen ökar något med tiden för flertalet prov

sträckor.

Beräknas lagermodulen för hela vägkroppen utom under grunden (fig 4) erhålls i stort sett samma resultat som

(7)

4

ovan. Höstmätningen - 88 påverkas dock av den styva beläggningen vilket medför jämförelsevis för höga värden.

3.2 Jämnhetsmätning

Jämnheten i vägens tvärled mäts med VTI:s primal- utrustning. Primalen är ett instrument som mäter vägytans profil och vars mätprincip bygger på laser teknik. Tre fasta mätlinjer per provsträcka undersöks vår och höst. I bilaga 2 visas exempel på tvärprofiler från samma mätlinjer vid olika tidpunkter. Den mittersta mätlinjen per sträcka redovisas.

Av tvärprofilerna framgår att jämnheten i tvärled är oförändrad efter ett års trafik. Några egentliga

hjulspår observeras ej. Trafiken är på provsträckorna relativt ringa (beräknat 50 fordon per dygn) och ej spårbunden (bred väg med trafik bara i ena riktningen).

3.3 Tjäle och grundvattennivå

På sträckorna 1 (kolslagg), 4 (sopslagg) och 5

(referens) installerades tjälgränsmätare. Avläsningar gjordes ca var tionde dag under vintern. Ett

(8)

grundvattenrör för bestämning av grundvattennivån under vägen monterades på sträcka 3. Grundvattenröret når ner till 2.5 meter under vägytan. Resultaten av avläs

ningarna redovisas i figur 5.

Tjälningsförloppet uppvisar stor skillnad mellan provsträckorna, speciellt mellan slaggerna och

referenssträckan med grus. Det största tjäldjupet erhöll referenssträckan, max 70 cm, medan motsvarande

värde för kolslaggen var 38 cm och för sopslaggen 55 cm. Grundvattennivån uppmättes våren -88 till 1.26 m och hösten -88 till 1.05 m under vägytan.

3.4 Okulärbesiktning

I samband med fallviktsmätningarna gjordes sprick- och skadekartering av vägytan. Inga sprickor eller skador observerades under 1988.

4 FORTSATT PROVNING

Under våren och hösten 1989 planeras fältprovningar i samma omfattning som 1988 dvs fallvikts-, jämnhets mätning, okulärbesiktning och uppföljning av tjäle och grundvattennivån.

(9)

6

5 KOMMENTARER

Utvärderingen av försöket försvåras av den ringa trafikbelastningen.

Fa11viktsmätningarna visar på en markant skillnad av bärigheten mellan referenssträckan och övriga sträckor med förstärkningslager av slagg. Resultaten överens

stämmer med erfarenheterna från tidigare prowägsförsök i Malmö och Norrköping med liknande material. Av

slaggmaterialen ger sopslaggen högst bärighet. Effekten av grusförstärkningen på sträckorna 2 och 3 (kolslagg resp sopslagg) är liten men kolslaggen får dock något förbättrad bärighet. Mätningarna visar vidare en tendens till att bärigheten ökat något med tiden möjligtvis beroende på efterpackning.

Fallviktsmätningar bör alltid utvärderas med

försiktighet, speciellt då nya material med annorlunda egenskaper än grusmaterial testas. Slaggmaterial av denna typ har fjädrande egenskaper och missgynnas eventuellt vid fallviktsmätningen. Vattenkänsligheten är för de två slaggerna ganska olika, sämst för slaggen från sopförbränningen. Detta framkommer inte av hittills gjorda mätningar vilket tyder på god dränering hos

(10)

Jämnhetsmätningarna och okulärbesiktningarna 1988

påvisar inga tendenser till spårbildning, sprickor eller andra skador. Undersöknigen visar hittills att slagger av aktuell typ bör användas med försiktighet i

vägöverbyggnader som kommer att utsättas för tung

trafik. På p r o w ä g e n i Gärstad fungerar dock slaggerna tillfredsställande i förstärkningslagret efter ett års trafik.

(11)

PROVSTR. 1 0 /1 3 2 ,5 -0 /1 6 2 ,5 Nr Benämning M a t e r ia l cm 1 S lit la g e r 80 M ab 12T 3 2 B ä rla g e r _{110 AG 25} 5 3 B ä r la g e r Bärlagergn 15 4 Först.lager K o ls la g g 42 PROVS TR.2

Nr Benäm ning M a te ria l cm 1 S lit la g e r 80M ab12T 3 2 B ä r la g e r 110 AG 25 5 3 B ä r la g e r B ä rlage rgr 15 4 Först.lager Först.l.gr.:A 10 5 Först.lager K o lsla g g 32 P ROV STR .3 Nr Benämning M a te ria l cm 1 S lit la g e r 80M ab12T 3 2 B ä r la g e r 110 AG 25 5 3 B ä r la g e r B ä rlag e rg r 15 4 Först.lager Först.l.gr.:A 10 5 Först.lager S o p s la g g 32 6 S a n d 15 PROVSTR. 4 Nr Benämning M a te ria l cm 1 S lit la g e r 80M ab12T 3 2 B ä r la g e r 110 AG 25 5 3 B ä rla g e r Bärlagergr. 15 4 Först.lager S o p sla g g 42 5 S a n d 15 PROVSTR. 5 Nr Benämning M a te ria l cm 1 S li t la g e r 80M ab12T 3 2 B ä r la g e r 110 AG 25 5 3 B ä rlag e r Bärlagergr. 15 4 Först.lager Först. l.gr.:A 42 5 S a n d 15 0/102,5 -0 /1 3 2 ,5 0 /0 7 2 ,5 -0 /1 0 2 ,5 _{0 /0 4 2 ,5 -0 /0 7 2 ,5} _{0/012,5 -0 /0 4 2 ,5}

(12)

300

Provvagen Garstad

Fallviktsm atning 871120 880506 Mättillfälle (str 1 - 5 ) 881024

FIGUR 2 Vägens medelmodul

150

Provvagen Garstad

F allviktsm atning 871120 880506 Mättillfälle (str 1 -5 ) 881024 sop +

(13)

L o g e rm o d u l M P a 10 1000 500 600 400 200

P r o v v a g e n G a r s t a d

F a llv ik ts m a tn in g 871120 880506 881024 M attillfalle (s tr 1 - 5 )

(14)

Sträcka 5

(15)

Pr o v v ä g Gärstad, Linköping. Fal 1 v i k t s m ä tn in g ar . S a m m a n s t ä l l n i n g av d e f l e k t i o n e r från s t r ä c k a 1 - 3 . Bilaga 1 Fallviktsmätningar Sid 1 (5) Str ä c k a nr 871120 DO D45 mm mm 880506 DO D45 mm mm 8 8 1024 DO D45 mm mm 1 K o l s l a g g 1.38 .65 1.44 .56 .73 .44 1.97 .75 1.67 .58 1.02 .52 1.78 .72 1.79 .59 1.04 .54 1.86 .77 2.03 .69 1.45 .62 2 .83 2.16 .75 1.59 .72 1.89 .84 1.71 .59 .49 .31 2.23 .97 1.9 .68 1.26 .6 2.11 .9 1.91 .66 1.33 .61 2.57 1.02 2.15 .71 1.23 .55 2.25 .9 2.16 .77 1.1 .6 m e d e l v ä r d e 2.00 .84 1.89 .66 1.12 .55 s t a n d . av. .32 .12 .24 .07 .33 .11 v a r . k o e f f . 15.9 13.8 12.8 11.3 29.2 20.3 b e l .temp + 7 + 17 + 3 2 K ol s l a g g 1.7 .83 1.84 .68 1.34 .62 1.41 .61 1.61 .59 .98 .53 1.06 .53 1.37 .52 .93 .51 1.19 .62 1.39 .56 .92 .52 1.07 .57 1.3 .53 .82 .49 1.71 .65 1.7 .64 1.17 .59 1.61 .64 1.58 .64 .98 .6 1.38 .57 1.44 .56 .96 .56 1.44 .56 1.43 .54 .9 .51 1.29 .55 .91 .49 m e d e l v ä r d e 1.39 .61 1.52 .58 .99 .54 s t a n d .a v . .24 .09 .18 .06 .15 .05 var.koeff. 17.2 14.0 11.6 9.7 15.3 8.7 b e l .temp +8 + 15 +3 3 S op sl ag g 1.38 .59 1.28 .43 .67 .39 1.4 .59 1.24 .46 .67 .39 1.36 .58 1.08 .43 .67 .38 1.51 .59 1 .39 .58 .34 1.35 .52 1.03 .37 .59 .31 1.62 .69 1.09 .42 .64 .35 1.61 .81 1.26 .49 .68 .4 1.52 .68 1.19 .42 .76 .38 1.54 .65 1.13 .34 .63 .31 1.66 .79 1.34 .41 .75 .37 m e d e l v ä r d e 1.50 .65 1.16 .42 .66 .36 s t a n d .a v . .12 .09 .11 .04 .06 .03 v a r .k o e f f . 7.7 14.6 9.9 10.3 8.9 9.1 b e l .temp + 7 + 16 +3

(16)

Sid 2 (5)

P r ovväg Gärstad, Linköping. F a l I v i k t s m ä t n i n g a r . S a m m a n s t ä l l n i n g av d e fl ek ti on er från sträcka 4 - 5 . Sträcka 871120 880506 881024 00 045 00 D45 D0 D45 nr mm mm mm mm mm mm 4 Sop s l a g g 1.83 .81 1.06 .42 .63 .36 1.48 .54 1.04 .34 .71 .31 1.37 .62 1.01 .34 .48 .27 1.33 .62 .93 .33 .54 .29 1.34 .56 .83 .29 .54 .28 1.76 .75 1.72 .46 .9 .42 1.46 .67 1.5 .42 .76 .36 1.36 .66 1.32 .37 .71 .34 1.39 .61 1.13 .33 .68 .33 1.5 .6 1.14 .3 .68 .31 m e d e l v är de 1.48 .64 1.17 .36 .66 .33 stand.av. .18 .08 .27 .06 .12 .05 v a r . k o e f f . 11.9 12.9 23.3 15.6 18.5 13.8 b e l .temp + 7 + 16 + 2 5 R e ferens .93 .28 .69 .2 .47 .23 .98 .41 .94 .37 .57 .3 1.03 .42 .88 .34 .56 .33 1.11 .43 .89 .34 .64 .33 1.11 .41 .88 .35 .62 .33 .78 .33 .75 .23 .54 .27 .82 .32 .72 .24 .57 .27 .74 .33 .72 .24 .48 .28 .81 .33 .79 .28 .52 .28 .97 .32 .51 .32 m e d e l v ä r d e .92 .36 .81 .29 .55 .29 stand.av. .14 .05 .09 .06 .06 .03 v ar.koeff. 15.4 15.2 11.4 21.9 10.4 11.8 b e l. t e m p + 7 + 16 + 2

(17)

Bilaga 1 Fa11viktsmätningar Sid 3 (5) P r ovväg Gärstad. Fal 1 v i k t s m ä t n i n g . S a m m a n s t ä l l n i n g av m e d elmodul. M ä t d a t u m S t räcka 1 Mpa S t r ä c k a 2 Mpa Sträcka 3 Mpa S t räcka 4 Mpa Sträcka 5 Mpa 8 7 1 1 2 0 80 115 106 108 173 880506 84 117 137 136 219 8 81 0 2 4 141 161 241 241 289

PROVSTRACKA,nr

2

BÄRL. BÄRL. F.GRUS A KOL ASKA KOL ASKA

3

4

5

BÄRL. BÄRL. BÄRL. F.GRUS A SOP ASKA SOP ASKA F.GRUS (ref)

SAND SAND SAND

SLITLAGER AG

(18)

Sid 4 (5) Pr o v v ä g Gärstad. Fa l l v i k ts mä tn in g. S a m m a n s t ä l l n i n g av lagermoduler. M ä t d a t u m S t räcka 1 Mpa Sträcka 2 Mpa St räcka 3 Mpa Sträcka 4 Mpa S t r ä c k a 5 Mpa Lagermodul El 8 7 1 12 0 144 226 194 198 294 8 80 5 0 6 133 176 218 211 310 8 8 1 02 4 370 401 570 527 679 L a g e r m o d u 1 E2 8 71 1 2 0 25 33 32 32 62 8805 0 6 35 38 55 69 84 8 81 0 2 4 35 32 49 58 62 BARL. ei< _KOL ASKA

PROVSTRACKA,nr

2

3

4

BARL. F.GRUS A KOL ASKA BARL. F.GRUS A SOP ASKA SAND BARL. SOP ASKA SAND SLITLAGER AG BARL. F.GRUS (ref) SAND

(19)

Bilaga 1 Fa 11 viktsmätningar Sid 5 (5) P r o v v äg Gärstad. F a l l vi kt s m ä t n i n g . S a m m a n s t ä l l n i n g av lagermoduler. N ä t d a t u m S t r ä c k a 1 Sträcka 2 Npa Hpa Sträcka 3 Mpa Sträcka 4 Mpa Sträcka 5 Mpa L a g ermodul El 8 7 1 1 2 0 242 406 330 342 466 8 8 0506 193 274 325 290 450 8 8 1 0 2 4 753 839 1191 1021 1399 L ag e r m o d u l E2 8 7 1 1 2 0 39 53 50 50 91 880506 50 55 78 92 117 8 8 1024 59 56 85 97 106 E f

m

PROVSTRACKA,nr

1

2

3

4

5

BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. F.GRUS A F.GRUS A

KOL KOL SOP SOP F.GRUS

ASKA ASKA ASKA ASKA (ref)

SAND SAND SAND

SLITLAGER AG

(20)

J A N U A R I

Tvärprofiler (str. 1)

Sid 1 (5)

LAM. E MfiTPLflTSi GARSTA _JtlAG MR. 1 RIKTMIMG. 1 PROUSTRACKA, 1 SEKTIOM MR. 12

n a t datum natnlng nr

88/05/08 2

LAM. E nATPLATS. GARSTA UAG MR. 1 RIKTMIMG. I PROUSTRACKA. 1 SEKTIOM MR, 2

n at d a t u m n atnlng nr 88/10/21 3

O K T O B E R

25 0 -25.0 -50 0

(21)

läN, E flflTPLRTS, GERSTSTD UflG NR, 1 RIKTNING« 1 PROUSTRflCKfl, 2 SEKTION NR. 2 fiatdatum fiatnlng nr 880 U S 1

J A N U A R !

Bilaga 2 Tvärprofiler (str. 2) Sid 2 (5)

LflN, E nflTPLflTS. GflRSTft UfiG NR. 1 RIKTNING, 1 PROUSTRfiCKfl, 2 SEKTION NR, 22

fiatdatum fiatnlng nr

88/0S/08 2

LfiN, E flflTPLflTS« GflRSTR UflG NR, 1 RIKTNING, 1 PROUSTRflCKfl, 2 SEKTION NR, 2

N atdatum fiatnlng nr

88/10/21 3

000

(22)

J A N U A R I

_{Tvärprofiler (str: 3)}Bilaga 2

Sid 3 (5)

LttM. E nflTPLflTSi GflRSTfl UftG HR. 1 _RIK7MIMG. 1 PROUSTRflCKfl, 3 SEKT IOH MR. 32

natdatum natnlng nr

88/0S/08 2

LflM. E nflTPLflTS. ^GflRSTR _JUflG MR. 1 RIKTMIMG. 1 ^PROUSTRflCKfl. 3 SEKTIOM MR. 2

natdatum natnlng nr 88/10/21 3

O K T O B E R

-25 0 00 09

(23)

LAN, £ NÄTPLATS. GERSTAD UAG NR. 1 RIKTNING. 1 PROUSTRACKA, <1 SEKTION NR, 2 natdatum r m n l n g nr

8 8 0 11S 1

LAN, E NÄTPLATS, GARSTfi UAG NR, 1 RIKTNING, 1 PROUSTRACKfi, 4 SEKTION NR, 42

88/05/08 2

LAN. E flATPLATS, F A R S T A — fUAG_NR,_n--- R'IKTNlNG,_T1 fPROUSTRACKA, 4 SEKTION NR, 2

8 8/ 1 0 /2 1 3

(24)

J A N U A R I

Tvärprofiler (str. 5)Bilaga 2 Sid 5 (5)

LRM, E nflTPLATS, GRRSTfl _AJRG W * 1 RIKTMIMG, 1 PROUSTRRCKR, S SEXTIOM MR, S2

natdatum natning nr 88/0S/08 2 natdatum natning nr 88/10/21 3 r r u v o i run-ivn t s 5LK I 1 UM MK, 2

O K T O B E R

- S O . 0 600 0

(25)