Isolerings- och beläggningsarbete på broarna U 116 i Surahammar, G 556 mellan Konga och Dångebo och X 895 i Järbo

(1)

VT

Nr V204 1992

Titel: Isolerings- och beläggningsarbete på broarna U 116 i Surahammar, G 556 mellan Konga och Dångebo och X 895 i Järbo

Författare: Ylva Colldin, Åsa Nilsson

Avdelning: Vägavdelningen Projektnummer: _4231204-1

Projektnamn: Isolering och beläggning på vägbroar Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: _ begränsad div Väg- och Trafik-Winstjuntet

(2)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 ORIENTERING

FÖRFARANDE I FÄLT

Provplåtar, skyddslager och temperaturmätning Bro U 116 Bro G 556 Bro X 895 Vidhäftningsprovning

LABORATORIEUNDERSÖKNING

Skyddslager Isoleringsmattans tillstånd

Vidhäftningsprovning

Primer Svetsbitumen

Några anteckningar under pågående arbete på broarna U 116,

G 556 och X 895

Vidhäftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på broarna U 116, G 556 och X 895

Provdragning och provplåtamas placering på broarna U 116, G 556 och X 895 Foton Sid U I U J N N N H \ O \ O O O O O \ 1 \ I

(3)

l ORIENTERING

Tre broar har helt eller delvis isolerats med polymermodiñerad svetsbitumenmatta, Force

Pont 5000 (med avsandad ovanyta). (Force Pont tillverkas av Axter, Frankrike och

dist-ribueras i Sverige via IFAB Isolering). Som Skyddslager har asfaltbetong, 35 MAB 4T, eller polymermodiñerad asfaltmastix lagts ut. De aktuella broarna är:

0 U 116 i Surahammar. "Skyddslager" av polymermodiñerad asfaltmastix. 0 G 556 mellan Konga och Dångebo. Skyddslager av asfaltbetong.

0 X 895 i Järbo. Skyddslager av asfaltbetong.

Arbetet på broarna har utförts under tidsperiodema 5-8 augusti 1991, 27-28 augusti 1991 och 18-19 maj 1992. På uppdrag av Vägverkets brotekniksektion har VTI medver-kat med följande undersökningar:

o Vidhäftningsprovning har utförts på isoleringen.

o Temperaturer har uppmätts på isoleringens ovan- respektive undersida i samband med utläggning av Skyddslager.

o Provplâtar med isolering och beläggningslager har tagits upp för laboratorieprovning, varvid isoleringsmattan undersökts, vidhäftningsprovning utförts och beläggningslag-ret analyserats m a p hâlrums- och bindemedelshalt. Stämpelbelastningsvärde har be-stämts för asfaltmastixen.

o Prov på svetsbitumen, isoleringsmatta och primer har tagits ut för analys pä

labora-toriet.

Aktuell mattprodukt har godtagits av Vägverket efter produktutlåtande från VTI (VTI nr 90084).

2 FÖRFARANDE I FÄLT

2.1 Provplåtar, isolering, Skyddslager och temperaturmätning

Aluminiumplåtar (500 mm x 400 mm x 4 mm) skruvades fast i den primerbehandlade betongfarbanan. Plätama var på ena sidan förbehandlade med epoxilim och sand

(0-1 mm) för att få en betongliknande ovanyta, samt primerbehandlade (Isoglasyr (0-1(0-1P)

(4)

Plåtarna (liksom Övriga delen av betongfarbanan) isolerades sedan med den aktuella mattan (foto 2). Längs provplåtamas ytterkanter genomskars mattan. Temperaturavkän-nare installerades på bron för registrering av temperaturen på isoleringens ovan- respek-tive undersida (i samband med utläggningen av skyddslagret) (foto 3).

2.1.1 r n r 1

Den polymennodifierade asfaltmastixen (Binab) till skyddslagret kördes ut på den isole-rade betongfarbanan i skottkärror och rakades ut till en tjocklek på cirka 10 mm (foto 4

och 5).

En provplåt hade isolerats i samband med övrigt isoleringsarbete, men sedan (av prak-tiska skäl) tagits upp från betongfarbanan. Skyddslagrets tjocklek på provplåten varie-rade mellan 25-30 mm. (Temperaturavkännare hade enligt "normalt förfarande" (2.1) in-stallerats på bron, foto 3).

Polymerasfaltmastixens temperatur i lasset mättes vid ett tillfälle och var då 2060C. Registrerad temperatur på isoleringens ovansida var som högst 150°C, cirka 2 minuter efter det att polymerasfaltmastixen lagts ut. Registrerad temperatur på isoleringens

un-dersida var som högst 104°C, efter cirka 8 minuter (figur 1).

2.1.2 r tv r 1

Asfaltmassan till skyddslagret (35 MAB 4T) kördes ut på det isolerade körfältet i skott-kärror och rakades ut. Ett körfält belades i taget. Vid vältningsarbetet användes en sta-tisk slätvält, Dynapac CC 10 (2,5 ton) (foto 6 och 7).

Över provplåt M utfördes uteslutande "raka" överfarter. Totalt gjordes åtta överfarter. Vältningsarbetet påbörjades 3 minuter efter det att massan lagts ut på plåten och var klart efter ytterligare 8 minuter.

Över provplåt V utfördes "raka" överfarter samt överfarter "med vändning". (Med vändning avses här en normal ändring av vältens färdriktning, nödvändig för vältningsar-betet). Totalt gjordes sju överfarter varav tre var överfarter med vändning. Vältningen

(5)

påbörjades 9 minuter efter det att asfaltmassan lagts ut på plåten och var efter ytterligare

16 minuter avslutad.

Beläggningsmassans temperatur i lasset var vid beläggningsarbetets start 176°C. Tempe-raturen mättes vid ytterligare ett tillfälle och var då 182°C. TempeTempe-raturen i den på

isole-ringen nyss utlagda massan varierade mellan 87 och 130°C.

I anslutning till provplåt M registrerades temperaturen på isoleringen under utläggning och vältning av skyddslagret, den var som högst 92°C på isoleringens ovansida, cirka 2 minuter efter det att asfaltmassan lagts ut. Registrerad temperatur på isoleringens under-sida var som högst 54°C, efter cirka 4 minuter (figur 2).

2.1.3 Br tv r

Asfaltmassan till skyddslagret (35MAB 4T) togs direkt från lastbilen som körts upp på bron, och rakades ut. Ett körfält belades i taget. Två olika slags statiska slätvältar

använ-des, HAMM HW 90/10 (10 ton) och Dynapac 21 (7 ton) (foto 7-9).

Över provplåt M utfördes raka överfarter. Endast Dynapac 21 (7 ton) användes vid överfartema som totalt var åtta stycken. Vältningen påbörjades 3 minuter efter det att massan lagts ut på plåten och var avslutad efter ytterligare 16 minuter.

Över provplåt V utfördes raka överfarter samt överfarter med vändning. Över provplåt V utfördes totalt två raka överfarter och en vändning med HAMM HW 90/10 (10 ton) och nio raka överfarter med Dynapac 21 (7 ton). Vältningsarbetet påbörjades 4 minuter efter det att massan lagts ut på plåten och var efter ytterligare 26 minuter avslutat. Beläggningsmassans temperatur i lasset var vid beläggningsarbetets start 176°C . Tem-peraturen mättes vid ytterligare ett tillfälle och var då 170°C. TemTem-peraturen i den på isoleringen nyss utlagda massan varierade mellan 124 och 127°C.

I anslutning till provplåt M registrerades temperaturen på isoleringen, under utläggning och vältning av skyddslagret. Registrerad temperatur på isoleringens ovansida var som högst 1230C, cirka 2 minuter efter det att asfaltmassan lagts ut. Registrerad temperatur

på isoleringen undersida var som högst 92°C, efter cirka 5 minuter (frgur 3).

(6)

te mp (' C) 8 60

-40 4/

20 t 0 . . : : . . . j 0 5 10 15 20 25 30 35

tid efter utläggning (min)

EiguLL Bro U 116. Registrerad temperatur på isoleringens ovan- respektive undersida i samband med utläggningen av polymerasfaltmastix.

temp ('C) _J r-0 : : : : 0 5 10 15 20 25 30

Eigur 2. Bro G 556. Registrerad temperatur på isoleringens ovan- respektive under-sida i samband med utläggningen av asfaltmassa, 35 MAB 4T.

(7)

120 _1.-1(1) --te mp (' C)

o

8

4 I 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

M Br0 X 895. Registrerad temperatur på isoleringens ovan- respektive undersida i samband med utläggningen av asfaltmassa, 35 MAB 4T.

2.2 Vidhäftningsprovning

Vidhäftningen mellan isoleringsmatta Och underlag mättes vid samtliga tre broar med hjälp av en speciell dragprovningsutrustning (figur 4). Resultaten redovisas i bilaga 2.

Erhållna värden varierade mellan 0,4 och 0,8 N/mmZ. Enligt förslag till

minimikrav-gränskurva för vidhäftningsprovning på bro (figur 5) bör vidhäftningen uppgå till cirka O,3-O,4 N/mm2 eller mer i de aktuella fallen (temperatur 22-280C).

(8)

Fig; 4. N Vi dh äf tn in g( N/ mm z) Figur 5.

Utrustning för vidhäftningsprovning i fält (tillverkad vid Institutionen för Byggnadsstatik, KTH).

5 10 15 20 25 30

Temperatur(°C)

(9)

3 LABORATORIEUNDERSÖKNING

Efter avslutad vältning av skyddslagret, utfördes sågning runt provplåtama. Provplåtarna avlägsnades, tillsammans med isolering och asfaltbetong, för fortsatt undersökning på la-boratoriet. Provplåt med skyddslaget av polymennodiñerad asfaltmastix tillverkades på specith sätt (2.1.1). Dessutom togs prov ut på svetsbitumen, isoleringsmatta och primer under isoleringsarbetets gång.

3.1 Skyddslager

Skyddslager av asfaltbetong analyserades med avseende på hålrums- och

bindemedels-halt. Hålrumshalten för skyddslagret (35 MAB 4T) från bro G 556 kunde dock inte

be-stämmas på grund av lagrets ringa tjocklek. Hålrumshalten för skyddlagret (35 MAB 4T)

på bro X 895 varierade mellan 9,0 och 14,2 volym-% för plåt M och mellan 7,8 och 11,7

volym-% för plåt V. Erhållna resultat redovisas i tabell 1.

I samband med utläggningen av polymerasfaltmastix på bro U 116, hade provkuber gjutits upp av entreprenören, för bestämning av stämpelbelastningsvärde på laboratoriet. Två kuber tilldeladesVTI för provning (MBB 47-85). Erhållna resultat varierar emellertid kraftigt, mellan cirka 80 och 140 sekunder, vilket torde indikera att polymermastixen se-parerat vid uppgjutningen (aktuell uppgjutningstemperatur är ej känd).

(10)

flfabell 1. Bro X 895. Undersökning av skyddslagret 35 MAB 4T.

Provmärk-

Provvikt

Skrym-

Kompakt-

Hålrums-

Binde-ning

densitet*

densitet**

halt***

medels-halt****

(g)

(g/cm3)

(volym-% )

(vikt-%)

M 1

177,1

2,056

2,397

14,2

2 203,8

2,120

2,329

9,0

7,0

3 198,1

2,153

2,400

10,2

V 1

259,6

2,117

2,399

11,7

2 242,7

2,158

2,389

9,6

6,9

3 268,3

2,210

2,397

7,8

* Enligt metod MBB-ll (parafñn) ** Enligt metod MBB-25 (vatten)

***

Enligt metod MBB-13

****

Enligt metod MBB-4

3.2 Isoleringsmattans tillstånd

Från varje provplåt har prov av isoleringsmatta tagits ut (ca 500 mm x 400 mm) för ex-traktion och visuell bedömning av stommen (polyesterñlt). I samtliga fall befanns stom-men vara intakt. Inga hål, märken eller veck har således uppstått i samband med utlägg-ning eller vid vältutlägg-ning av skyddslagret.

3.3 Vidhäftningsprovning

Vidhäfmingen mellan isoleringsmatta och beläggning har undersökts på provplåtama från bro U 116 och X 895. Vidhäftningen mellan skyddslager och isolering på provplå-tama från bro G 556, var emellertid så låg att provytoma lossnade vid utskämingen. Provning har utförts med samma faltutrustning som använts på bron (ñgur 4). (Provstämpeln har limmats mot beläggningslagret).

Resultaten redovisas i tabell 2. Uppmätta värden ligger mellan 1,1 och 1,2 N/mm2 for

provplåten från bro U 116 och mellan 0,4 och 0,7 N/mm2 for provplåtama från bro

(11)

Tabell 2. Vidhäftningsprovning på provplåtar från bro U 116 och X 895.

Bro

Prov-

Yttemp. Dragkraft vid

Anmärkning

märkning

brott*

Typ av brott

(0C) (N/mmz)

U 116 1 20 1,21 Brott mellan matta och primer samt i svetsbitumen

(polymeras- 2 19 1,07 Brott mellan matta och primer samt

faltmastix) i svetsbitumen

3 19 1,14 Brott mellan matta och primer samt i svetsbitumen

X 895 M 1 20 0,40 Brott i beläggningen (35 MAB 4T) 2 20 0,70 Brott i beläggningen 3 20 0,64 Brott i beläggningen V 1 21 0,51 Brott i beläggningen 21 0,49 Brott i beläggningen 3 22 0,50 Brott i beläggningen

* Dragkraftsökning cirka 200 N/s (manuell pump).

Provytans diameter: 5,3 cm

3.4 Primer

Prov av primer togs ut vid de tre broarna, Isoglasyr llP vid bro U 116 och X 895 samt BL 20 RK vid bro G 556. Vattenförträngningsförmågan undersöktes i enlighet med dansk provningsmetod. Provningsresultatet ger en uppfattning om primems förmåga att tränga undan vatten från och vidhäfta på fuktigt "stenunderlag". Primern bedömdes i samtliga fall vara godkänd.

3.5

Svetsbitumen

Mjukpunktsbestämning har utförts på svetsbitumen samt tagits från "svetsväg" under på-gående isoleringsarbete på broarna. Erhållna resultat redovisas i tabell 4 och jämförs med resultat från prov tagna på bron (från icke svetsad matta samt från isoleringsmatta på provplåt). I tabellen angivet värde är ett medelvärde av två enskilda bestämningar. Skill-naden mellan medelvärde och enskilt värde överstiger endast i ett fall en enhet.

(12)

10

För den aktuella mattan kan konstateras att svetsbitumens mjukpunkt inte förändrats nämnvärt i samband med svetsningen på bron. Erhållna resultat för prov uttagna från färdigsvetsad matta respektive icke svetsad matta, ligger i båda fallen kring lBOOC. För prov som tagits ut direkt i svetsvågen under pågående svetsningsarbete har lägre

mjukpunktsresultat (74-1210C) erhållits, vilket indikerar att polymerbitumen har

föränd-rats. Anledningen kan vara att svetsvågens "front" utsätts för störst vännepåverkan från svetslågoma, varvid SBS-polymeren delvis bryts ner.

Provbitar som tagits ut från de aktuella sändningarna till bron har åldrats (värmelagrats) på laboratoriet. Efter 6 månaders värmelagring vid 70°C kan det konstateras att

svetsbi-tumens mjukpunkt sjunkit med cirka 25°C.

Tamll 4. Mjukpunktsbestämningar på svetsbitumen från isoleringsmattan Force Pont 5000.

Mjukpunkt KoR (0C)

Bro U 116 Bro G 556 Bro X 895

Prov Prov från en mlle - i 96 100 83 - i mitten 1 13 - 121 - i slutet 79 74 77

Prov från svetsad matta från

- bron 131

132

Prov från icke svetsad

matta - fore v - efter 6 Prov från ' lab--91

(13)

Bilaga 1

Sid 1(3)

Några anteckningar under pågående arbete på bro U 116.

Datum Tid- Luft- Yttemp. Luftfuk- Övriga våder-Anmärkning punkt temp. tighet förhållanden

(°C)

(%)

910805 15.00 Ankomst till bron.

Brobanan primer-behandlas

15.30 24 50 soligt

910806 06.45 18 19 74 enstaka regn- Provplåten placeras

stänk, mulet ut och skruvas fast

09.00 20 23 56 uppehåll,

mulet

10.45 Provplåten isoleras

12.00 regn Arbetet avbryts

910808 Beläggningsarbete.

11.15 Termistorerna

(14)

Bilaga 1

Sid 2(3)

Några anteckningar under pågående arbete på bro G556.

Datum Tidr Luft- Yttemp. Luftfuk- Övriga våder- Anmärkning

punkt temp. tighet förhållanden

(°C)

(%)

910826 Brobanan primer-behandlas 910827 08.30 Svetsningsarbete påbörjas 09.10 16 17 39 09.30 Provplåtarna

pla-ceras ut och skru-vas fast 10.05 Provplåt M isoleras 10.30 Provplåt V isoleras 10.45 20 20 31 soligt 13.30 21 43 14.20 Vidhäftningsprovning 15.00 Vidhäftningsprovning 15.50 25 24 24 910828 08.00 Termistorer sätts fast 08.10 15 15 63 klart Beläggningen 09.10 35 MAB 4T läggs ut 09.20 15 mulet, blåsigt

(15)

Bilaga 1

Sid 3(3)

Några anteckningar under pågående arbete på bro X 895.

Datum Tid- Luft- Yttemp. Luftfuk- Övriga våder- Anmärkning punkt temp. tighet förhållanden

(°C)

(%)

920514 Brobanan

primer-behandlas

920515 Brobanan isoleras

920518 14.15 Ankomst till bron

14.50 25 24 27 soligt 15.10 Vidhäftningsprovning 15.55 Vidhäftningsprovning 16.20 27 27 920519 08.50 22 24 31 soligt 09.05 Termistorerna sätts fast 10.45 27 28 35 soligt 12.00 Beläggningen 35 MAB 4T läggs ut 12.05 Vältningen påbörjas 12.15 Termistorerna be-läggs Tung lastbilstrafik (grustransporter) förekom på den isolerade farbanan innan skyddslagret lagts på. Isoleringsmattans

(16)

Bilaga 2

Sid 1(3)

Vidhâftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på bro

U 116 (9108)

Grupp Provnr. Yttemp. Dragkraft Anmärkning

Vld brott* Typ av brott

(°C)

(N/nmz)

A 1 23 0,54 Brott mellan primer och

svets-bitumen samt i svetssvets-bitumen

2 22 0,73 Brott mellan primer och

B 1 23 0,78 Brott mellan primer och

svets-bitumen samt i svetsbitwmen

* Dragkraftsökning cirka 200 N/s (manuell pump)

(17)

Bilaga 2

Sid 2(3)

vidhåftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på bro

G 556 (9108)

vid brott* Typ av brott

(°C) (N/Illnz)

(18)

Bilaga 2 Sid 3(3)

Vidhåftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på bro X 895 (9205)

v1d brott* Typ av brott

(°C) (N/nlnz)

(19)

Pr

ovd

ra

gn

in

g

på

br

o

U

11

6 --

----

--1

Sur

ah

am

ma

r

40 (r

n)

Bilaga 3 Sid 1(3)

(20)

Pr

ovd

ra

gn

in

g

oc

h

pr

ovp

låt

ar

na

s

pl

ac

er

in

g

på

br

o

G

55

6 Ko

ng

a

33 (m

)

Bilaga 3 Sid 2(3)

(21)

Pr

ovd

ra

gn

in

g

oc

h

pr

ovp

låt

ar

na

s

pl

ac

er

in

g

på

br

o

X

89

5 Jåb

o

36 (m

)

Bilaga 3 Sid 3(3)

(22)

Bilaga 4 Sid 1(5)

Foto 2 Isolering med svetsbitumenmatta Force Pont 5000, bro

(23)

Bilaga 4

Sid 2(5)

Foto 3 Temperaturavkännare placeras på isoleringens

ovan-respektive undersida, bro U 116

. 1d e Ul m; H ;H WUI'IN nu

(24)

Bilaga 4 Sid 3(5)

* '

, .₅4_v: 4-4* -E '5 ;w-' 5 r '-1, , .I :5. |HHIIWH.,, i 1-7 '5 '

Foto 5 Tömning av asfaltmastix, bro U 116

i» n ;2 ' . m m m -' m m m M M u.

(25)

Bilaga 4

Sid 4(5)

Foto 7 Vält Dynapac CC 10 (2,5 ton), bro G 556

(26)

Bilaga 4

Sid 5(5)

Foto 9 Vält HAMM HW 90/10 (10 ton), bro X 895

(27)