VTI notat 1-2000
Kall återvinning på väg genom
inblandning av bituminosa
bindemedel (stabilisering)
Lägesrapport 99-12
Författare
Torbjörn Jacobson och
Fredrik Hornwall
FoU-enhet
Väg- och banteknik
Projektnummer
60320
Projektnamn
Stabilisering med bituminösa
bindemedel
Uppdragsgivare
Vägverket
Förord
I samband med utveckling av kalla återvinningsmetoder för underhåll och förstärkning av nedslitna vägar har VTI medverkat vid uppföljningen av ett antal vägobjekt i södra Sverige. Gemensamt för objekten är att det handlar om markinblandningsmetoder där bitumenemulsion frästs in i befintligt vägmaterial som utgjorts av både asfalt och grusmaterial. Försöken har ingått i ett större FoU- program inriktat på återvinningsmetoder för asfaltbeläggningar.
Undersökningen har dels finansierats av Vägverket, Huvudkontoret, dels av Vägverket, Region Mälardalen. Kontaktpersoner inom Vägverket har varit Svante Johansson, Bengt Krigsman, Tord-Inge Eriksson och Gunnar Carlqvist medan Torbjörn Jacobson varit projektledare på VTI. Från VTIs sida har även Anders Svensson, Fredrik Hornwall, Fredrik Nilsson och Karl-Axel Thörnström medverkat vid utvärderingen av resultaten och genomförandet av fält- och laboratorieprovningarna.
Linköping i januari 2000,
Innehåll Sa m m a n f a t t n in g_________________________________________________________ 5 Ba k g r u n d o c hs y f t e_____________________________________________________ 7 St a b il is e r in g/k a l lr e m ix in g - a l l m ä n t__________________________________ 8 In b l a n d n in g a v b in d e m e d e lm ed d ju p f r ä s, Wir t g e n2 1 0 0 D C ___________ 9 Sa m m a n s t ä l l n in g ö v e r o b je k t, å t g ä r d e r o c h r e c e p t________________ 10 Up p f ö l jn in g a v k o n t r o l l s t r ä c k o r n a_________________________________ 11 Vä g T 2 05, Rö f o r s - Ma r k e b ä c k _________________________________ 12 RST-mätning_____________________________________________________________ 12 Fallviktsmätning_________________________________________________________ 13 B o rrkä m o r______________________________________________________________ 15 Besiktning________________________________________________________________ 17 Vä g T 2 04 , Åt o r p - Sv a r t å_____________________________________________ 18 RST- och fallviktsmätning________________________________________________ 18 B o rrkä m o r______________________________________________________________ 21 Besiktning____________________________________________________________ 22 Vä g T 6 3 3, Ty n n in g e - På l s b o d a________________________________________ 23 RST- och fallviktsmätning________________________________________________ 23 B o rrkä m o r______________________________________________________________ 26 Besiktning________________________________________________________________ 26 Vä g T 8 15, So l b a d d e t - Kä g l a n________________________________________ 27 RST- och fallviktsmätning_____________________________________________ 2 7 B o rrkä m o r______________________________________________________________ 30 Besiktning_______________________________________________________________ 30 Sa m m a n f a t t a n d e k o m m e n t a r e r_______________________________________ 32 Kvalitetskontroll_________________________________________________________ 32 B o rrkä m o r______________________________________________________________ 32
Vägytemätningar,bärighet och besiktning_______________________________ 32 Lit t e r a t u r______________________________________________________________ 35
Bilagor:
1. RST-mätning hösten 1997 och 1998, T205, Röfors-Markebäck 2. Fallviktsmätning hösten 1998, T205, Röfors-Markebäck 3. RST-mätning hösten 1997 och 1998, T204, Åtorp-Svartå 4. Fallviktsmätning hösten 1998, T204, Åtorp-Svartå
5. RST-mätning hösten 1997, 1998 och 1999, T633, Tynninge-Pålsboda 6. Fallviktsmätning hösten 1998, T633, Tynninge-Pålsboda
7. RST-mätning hösten 1997, 1998 och 1999, T815, Solbaddet-Käglan 8. Fallviktsmätning hösten 1998, T815, Solbaddet-Käglan
Sammanfattning
Sommaren 1995 åtgärdades ett antal vägar inom region Mälardalen genom markinblandning av bituminosa bindemedel i befintligt vägmaterial. Vid åtgärderna användes en ny djupstabiliseringsfräs av fabrikatet Wirtgen 2100DC och nominellt fräsdjup var 10 cm.
Enligt förprovningen utgjordes materialen (de övre 10 cm) av öppen asfalt- emulsionsbetong (AEBÖ), indränkt makadam (IM) eller oljegrus (OG) samt i en del fall även bärlagergrus. De gamla beläggningarna hade innan åtgärd omfattande beläggningsrelaterade skador, typ stripping och materialsläpp. Vägarna ligger i intervallet 500-1500 fordon per dygn (ÅDT,) med i några fall stor andel tung trafik.
I samband med åtgärderna fick VTI i uppdrag att ta fram arbetsrecept, svara för kvalitetskontroll av prov tagna både före och efter åtgärd samt slutligen följa upp åtgärdad väg på längre sikt genom fältmätningar och provtagningar I VTI notat
14-1996 redovisas förprovning, proportionering, utförande, kvalitetskontroll och första tidens uppföljning medan denna rapport behandlar samtliga uppföljningar från hösten 1995 fram till våren 1999.
Ett av syftena med försöken var också att studera relevansen i ett proportioneringsförfarande framtaget för kalla massor. Det bygger på att arbetsreceptet tas fram genom jämförande tester av materialets hålrum, mekaniska egenskaper och beständighet hos laboratorietillverkade provkroppar med varierande halt nytt bindemedel (så kallad funktionsinriktad proportionering). Kvalitetskontrollen av massaproven visade att det stabiliserade lagret erhöll mindre halt nytt bindemedel än planerat, sannolikt beroende på att fräsdjupet blev större än det nominella på 10 cm. Även provborrningen pekade i samma riktning med 10-14 cm i tjocklek för hela provkroppar. Bindemedelshalterna i åtgärdade lager bedöms trots allt ligga på en relativt bra nivå och i de flesta fall mellan 4,0- 5,0 % om halten gammalt och nytt bindemedel i materialet läggs ihop.
Provborrningen, drygt ett år efter åtgärd, visade att i ca hälften av fallen erhölls hela, provningsbara provkroppar och då företrädesvis i hjulspåren och där bindemedelsinnehållet var som störst. Labresultaten från borrkärnorna stämmer mycket väl överens med förprovningen (proportioneringen), speciellt när det gäller hålrumshalt, pressdraghållfasthet och vidhäftningstal. Styvhetsmodulen blev dock något högre för borrkärnorna jämfört med de labtillverkade proven vid proportioneringen.
Spårdjupen efter 3-4 års trafik ligger mellan 3-7 mm med de högsta värdena för väg T205 som också har störst antal tunga fordon. Spårutvecklingen har i samtliga fall varit liten efter den första tidens trafikpackning. Efterpackningen står således för huvuddelen av den hittills uppkomna spårbildning och var i ett fall 5-6 mm medan övriga vägar uppvisade ca 2 mm i spårdjup. Efter det första året (1995) har spårtillväxten varit mycket liten och mindre än en halv millimeter per år. Det är viktigt att tillägga att det stabiliserade lagrets tjocklek var drygt 10 cm samt ett
slitlager av ABT på 4 cm. Om hänsyn tas till den totala tjockleken på åtgärden (ca 15 cm) så bedöms efterpackningen från trafiken ha varit måttlig.
Ojämnhetsmåttet IRI ligger i de flesta fall mellan 1,3-1,8 mm/m, vilket måste betraktas som acceptabelt för den här kategorien av vägar. Vägarna klarar också kravet för jämnhet i VÄG 94.
Krökningsradien (R) som vid fallviktsmätning beskriver påkänningarna i de övre lagren pekar mot acceptabla bärighetsnivåer i de bundna lagren. R ligger med ett undantag mellan 170-230 m, vilket bedöms vara en bra nivå för åtgärder på regionala vägar med förhållandevis måttliga trafikvolymer.
Inga skador har tills våren 1999 observerats förutom en del mestadels lokala bärighetssprickor som uppkom efter den senaste vintern på några av vägarna. I de fallen erhölls inte heller hela, provningsbara borrkärnor vid provtagningarna, vilket pekar mot att stabiliseringen blivit sämre för dessa objekt. Det är möjligt att bindemedelsinblandningen blev alltför låg och det bör tilläggas att både provtagningen och proportioneringen var av begränsad omfattning på de här vägarna (på grund av tidsbrist).
Uppföljningen visar hittills att stabilisering (kall remixing) kan vara ett realistiskt alternativ vid underhåll och förstärkning av nedslitna vägar, speciellt om påbyggnadsåtgärder vill undvikas (smal väg) och befintliga material tas till vara. Transportbehoven blir också minimala vid markinblandningsmetoder. En förutsättning för ett bra resultat är dock att vägen har de rätta förutsättningarna för den här typen av åtgärder, det vill säga att sammansättningen på befintligt material ligger inom rimliga gränser och att den inte i övrig har för dåliga lager och att den har tillfredsställande dränering. Försöken visar också att det är viktigt att fräsutrustningen kalibreras innan åtgärd, bland annat med avseende fräsdjupet. De sträckor som klarat sig bäst var de objekt som omfattades av en ordentlig provtagning och förprovning (proportionering).
Kontrollsträckorna avses att följas upp de närmaste åren, bland annat genom förnyade borrkärnor och besiktningar samt genom mätningar av vägens bärighet och vägytans tillstånd med avseende på spår- och jämnhetsutveckling.
Bakgrund och syfte
Sommaren 1995 åtgärdades ett antal vägar inom region Mälardalen genom markinblandning av bituminosa bindemedel i befintligt vägmaterial. Vid åtgärderna användes en ny djupstabiliseringsfräs av fabrikatet Wirtgen 2100DC och nominellt fräsdjup var 10 cm.
Enligt förprovningen utgjordes materialen (de övre 10 cm) av öppen asfalt- emulsionsbetong (AEBÖ), indränkt makadam (IM) eller oljegrus (OG) samt i en del fall även bärlagergrus. Lagertjocklekarna varierade men merparten av materialet som stabiliserades utgjordes av asfalt. De gamla beläggningarna hade innan åtgärderna omfattande skador, typ stripping och materialsläpp, vilket indikerade dålig beständighet hos asfalten. Skadorna hade också börjat uppträda i ett relativt tidigt skede. Vägarna ligger i intervallet 500-2000 fordon per dygn (ÅDTt) med i några fall stor andel tung trafik.
Våren 1995 beslutade Vägverket, region Mälardalen, att vägarna skulle åtgärdas genom stabilisering/remixing av de övre lagren och därefter påförande av ett nytt slitlager typ MAB. I samband med åtgärderna fick VTI i uppdrag att ta fram arbetsrecept för objekten, svara för kvalitetskontrollen av prov tagna både före och efter åtgärd samt genom kontrollsträckor följa upp några av de åtgärdade vägarna på längre sikt genom borrkärnor, besiktning, fallvikts- och RST-mätningar.
Arbetsrecepten togs till viss del fram genom jämförande tester av materialets mekaniska egenskaper och beständighet hos på laboratoriet tillverkade provkroppar med varierande halt nytt bindemedel. På grund av tidsbrist gjordes proportioneringen endast på de första två objekten, vilka fick ligga till grund för valet av recept för övriga objekt.
I VTI notat 14-1996 redovisas förprovning, proportionering, utförande, kvalitetskontroller och första tidens (hösten 1995) uppföljningar. VTI notat 58-
1997 behandlar uppföljningarna under 1996 och våren 1997. Detta notat behandlar
Stabilisering/kall remixing - allmänt
Vid underhåll, förbättring eller förstärkning av skadade, nedslitna vägar (beläggningar) finns det i princip tre alternativ att välja mellan, nämligen:
1. påbyggnadsåtgärd, t. ex. justering + AG + slitlager
2. borttagning av svaga lager som ersätts med nya, t. ex. kallfräsning + AG + slitlager eller kallfräsning + bärlagergrus + slitlager
3. remixing/stabilisering av befintliga lager, t. ex. genom infräsning av bindemedel/stenmaterial i beläggning och bärlagergrus + slitlager
Återvinningsmetoder typ stabilisering och kall remixing innebär att befintliga material, på plats (in-situ), förbättras genom inblandning av bindemedel och ibland nytt stenmaterial. Kombinationer av flera bindemedel kan också komma i fråga, t ex bitumenemulsion och cement. Följande bindemedel kan användas: • bitumenemulsion
• skummad bitumen
• hydrauliska bindemedel typ cement, flygaska/kalk, slaggbindemedel mm • kombinationen bitumenemulsion/cement
Den här typen av åtgärder är mycket resurssnåla och tekniken svarar på ett bra sätt upp mot Vägverkets mål med miljö- och kretsloppsanpassat vägunderhåll. En fördel är att materialet inte behöver värmas upp. Metoder som bygger på att befintligt material återanvänds och förbättras på vägen kan ha följande för- och nackdelar:
Fördelar
• resurssnål teknik, materialet behöver inte värmas upp
• resurshushållning, tar till vara gammalt vägmaterial och behovet av nytt material begränsas
• gamla asfaltmassor slipper tas bort och deponeras
• blandningen på vägen medför att behovet av transporter begränsas
• profilhöjningen av vägen begränsas, viktigt vid underhåll/förstärkning av smala vägar som annars kan behöva breddas
• kan trafikeras omedelbart efter packning • kan vara kostnadseffektiv
Nackdelar
• variationerna i materialets/lagrets sammansättning/tjocklek kan vara stora, ej samma jämna kvalitet som vid nytillverkad massa
• svårigheter att homogent fördela och blanda in bindemedlet
• kan vara svårt att uppnå föreskriven lagertjocklek, t ex på grund av stora stenar som stör maskinen, hårda lager och brist på lämpligt material
Inblandning av bindemedel med djupfräs, Wirtgen 2100DC
Objekten åtgärdades genom infräsning av bitumenemulsion i befintliga material med hjälp av en modern djupfräs, fabrikat Wirtgen 2100DC. Nominellt fräsdjup var 10 cm, vilket för tre av objekten innebar att obundet bärlagergrus från underliggande lager frästes in tillsammans med beläggningen. Det åtgärdade lagret fick ligga öppet i ett par veckor för trafik innan slitlagret, 100 kg/m2 MABT16 lades. Detta för att materialet skulle hinna härda (emulsionen bryta) ordentligt och även erhålla en del efterpackning från trafiken. Bindemedlet utgjordes av bitumenemulsion typ BE 60M/ B 180.Arbetet utfördes i följande steg:
1. fräsning och inblandning av bitumenemulsion 2. justering med väghyvel
3. packning med stålvalsvält
Fräsens kapacitet var ca 7-8 m per minut och fräsbredden 1,9 m. Materialet såg homogent och finfördelat ut och gick lätt att hyvla till. Väghyveln (hjulen) åstadkom dock en del spår vilka även fanns kvar efter vältningen. Den nypackade ytan verkade överlag stabil och relativt torr och tålde omedelbart att trafikeras. Med tiden (dag för dag) hårdnade ytan till ytterligare.
De arbetsrecept som användes innebar att 1,7-3,0 vikt-% emulsion inblandades beroende på objekt. Det motsvarar en restbitumenhalt på ca 1,1-2,0 vikt-% eftersom emulsionen innehöll ca 65 % bitumen. På vägen, under arbetets gång, korrigerades bindemedelsmängden efter den gamla beläggningens sammansättning. Förekom feta partier, t ex mycket lagningsmassor, eller mycket torra partier sänktes resp. höjdes bindemedelsreceptet med 0,5 procentenheter. En anpassning av receptet till de variationer som förekommer i vägen är bruklig vid markinblandning.
Kvalitetskontrollen av massaprov visade att bindemedelsinblandningen blev lägre än förväntat. För samtliga objekt låg bindemedelshalten i genomsnitt på en betydligt lägre nivå än den teoretiska och förväntade med utgångspunkt från den gamla asfaltbeläggnings bindemedelsinnehåll och tillsatt mängd nytt bindemedel enligt receptet. Arbetsreceptet var satt som ett riktvärde med möjligheter att både sänka och höja bindemedelshalten efter massornas och den gamla beläggningens utseende. Detta bör dock inte generellt ha inneburit att medelvärdena blev lägre för samtliga objekt. Enligt provborrningen 1996 verkar fräsdjupet ha blivit större (11-13 cm) än föreskrivna 10 cm, vilket skulle förklara de lägre bindemedels- halterna i massaproven. Det är viktigt att påpeka att det inte är den totala mängden bindemedel som blandats in i vägen som varit lägre än planerat utan det är halten nytt bindemedel i det stabiliserade lagret som blivit lägre genom att fräsdjupet varit större än nominella 10 cm, vilket var riktvärdet för maskinens dosering. Tidigare erfarenheter har visat att det varit svårt att klara nominellt fräsdjup (VTI Meddelande 666, 1991) vid djupstabilisering.
Sammanställning över objekt, åtgärder och recept
En beskrivning över vägobjekt, äldre beläggningslager, årsdygnstrafik (ÅDTt), typ av åtgärd samt recept ges nedan:
Väg T205, Röfors - Markebäck
• gammal beläggning: ALB + AEBÖ16 (lagd 1986) + 2 förseglingar (den senaste 1993) + lagningar
• ÅDTt: 1320, 14 % tunga
• åtgärd: enbart fräsning i beläggningen (Wirtgen). 10 cm, 1,7 % emulsion + 100 kg/m2 MABT16
Väg T204, Åtorp - Svartå
• gammal beläggning: OG + IM 8-16 mm + lagningar och OG + OG + lagningar, slitlagren är lagda 1983-87
• ÅDTt: 670, 7 % tunga
• åtgärd: fräsning i beläggning och bärlagergrus (Wirtgen), 10 cm, 3,0 % emulsion + 100 kg MABT16
Väg T545, Billingstorp - Åtorp
• gammal beläggning: OG + IM 8-16 mm (1984) + lagningar • ÅDTt: 540
• åtgärd: fräsning i beläggning och bärlagergrus (Wirtgen), 10 cm, 3,0 % emulsion +100 kg/m2 MABT16
Väg T633, Tynninge- Pålsboda
• gammal beläggning: AEBÖ + OG (1983) + lagningar (AEBT) • ÅDT,: 1480, 7 % tunga
• åtgärd: enbart fräsning i beläggning (Wirtgen), 10 cm, 2,0 % emulsion + 100 kg/m2 MABT16
Väg T815, Solbaddet - Käglan
• gammal beläggning: OG + Y1B eller IM + AEBÖ och lagningar. Slitlagren är lagda 1987-88
• ÅDTt: 480-860, 6 % tunga
• åtgärd: fräsning i beläggning och bärlagergrus (Wirtgen), 10 cm, 3,0 % emulsion +100 kg/m2 MABT16 eller AEBT 16
Som det framgår av ovan utgjordes slitlagret av 100 kg/m2 ABT16/B180. I de flesta fall behöver markinblandade material ett tjockare, nytillverkat slitlager (som här är fallet) på grund av att risken för inhomogena partier är större än vanligt. Tunna slitlager typ ytbehandling, försegling med mera måste anses vara för riskabelt och otillräckligt vid djupstabilisering men kan sannolikt användas på det mest lågtrafikerade vägnätet.
Uppföljning av kontrollsträckorna
Kallblandad asfalt är ett mer ”levande” material än varmblandad asfalt beroende på t ex mjukare bindemedel, relativt höga hålrum som med tiden minskar och vatteninnehåll i materialet, vilket medför att egenskaperna på vägen i hög grad kan förändras med tiden. I dessa sammanhang handlade det om gamla asfaltmaterial med förhållandevis mjuka bindemedel (kalla eller halvvarma massor ursprungligen) samtidigt som emulsionen var baserad på bitumen med penetrationen B 180, dvs. ett relativt hårt bindemedel. Analyser av de gamla bindemedlen (bindemedelsåterstod genom återvinning) visade att de fortfarande var ”fräscha” med penetrationsvärden på ca 100 mm/10 och mjukpunkter på ca 46°C.
Från hösten 1995 (den första) fram till våren 1999 har kontrollsträckorna följts upp genom följande provningar och mätningar:
Tabell 1 Uppföljningar av prov sträckorna.
Parameter Mätmetod
Spår RST, höst-96, -97, -98, -99 1)
Jämnhet RST, höst -96, -97, -98,-99 1)
Bärighet Fallvikt, höst -96, -98
Skador, sprickor etc. Okulär besiktning, vår -97, vår-98, vår-99 Materialets tillstånd (stabiliseringen) Borrkärnor, höst -96
Väg T205, Röfors - Markebäck
I samband med arbetena på väg T205 valdes tre sträckor ut för långsiktig uppföljning. På två av sträckorna varierades bindemedelsinblandningen (3,0 % och 1,0 % emulsion) medan den tredje följde det ordinarie receptet (1,7 %). Kvalitetskontrollen visade dock att erhållna bindemedelshalter varierade en del, både inom och mellan sträckorna, sannolikt beroende på skillnader i befintligt material och det kan därför vara svårt att utifrån detta försök bedöma inverkan (betydelsen) av halten nytt bindemedel. Överlag erhöll sannolikt sträckorna mindre bindemedel än avsett eftersom det intilligande objektet erhöll ca 1,1 istället för 1,7 % emulsion som arbetsreceptet föreskrev. Den totala bindemedelshalten i det stabiliserade lagret låg på 4,9-7,2 % med 5,7 % i medelvärde.
100m 200m 500m
Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3
Mot .__ __^
Laxå 3,0% BE60M 1,0% BE60M 1,7% BE60M
Mot Askersund
Vägbredd: 6,8m
Figur 1 Provsträckor på väg T205, Röfors - Markebäck.
RST-mätning
Resultaten från RST-mätningarna redovisas i figurerna 2-3 (medelvärden över hela sträckorna) samt i bilaga 1 (enskilda värden, spridning och medelvärden). Mätningen omfattade båda körriktningarna.
Figur 3 Jämnhet, IRI enligt RST-mätning. Väg T205. Röfors - Markebäck.
Spårutvecklingen (figur 2) har enligt mätningarna hittills varit måttlig (mindre än 1 mm per år) sedan hösten 1995. Av totalt ca 6-7 mm i maximalt spårdjup hösten 1998 kan drygt 5 mm härledas till den första tidens efterpackning (juni till september 1995). Ingen större skillnad i spårbildningen (medelvärdena) förelåg mellan de två första sträckorna (1,0 och 1,7 % emulsion) och spårdjupet låg hösten 1998 på ca 6,0 mm. Spårdjupet på sträckan med tillsats av 3,0 % emulsion tenderar att öka för varje mätning och spårdjupet var hösten 1998 7,4 mm (hösten 1998). Resultaten stämmer väl överens med provvägen i Saxån (kall återvinning) där bärlager med 3,0 % emulsionsinblandning erhöll ca 2 mm större spårdjup jämfört med 1,5 % emulsion efter drygt tre års trafik.
IRI-värdena låg hösten 1998 mellan 1,3-1,6 mm/m och hade inte ökat nämnvärt eller endast i mindre grad sedan den första mätningen.
Fallviktsmätning
Fallviktsmätningarna omfattade 20 provpunkter i yttre hjulspåret per sträcka och i båda riktningarna,. Resultaten framgår av figurerna 4 och 5. Enskilda resultat redovisas i bilaga 2.
Figur 4 Fallviktsmätning - krökningsradien. Väg T205. Röfors - Markebäck.
Figur 5 Fallviktsmätning - deflektionen D60. Väg T205. Röfors - Markebäck.
Fallviktsmätningen från hösten 1998 visade att krökningsradien, (R-värde, figur 4), som beskriver påkänningarna i de övre lagren, har förbättrats med upp till ca 70 % (50-67 %) efter åtgärd. Jämförelsen kompliceras något av att mätningen innan åtgärd gjordes på senvåren (slutet av maj) medan de andra mätningarna härstammar från hösten när fuktinnehållet i undergrunden kan vara lägre.
De åtgärdade lagren uppvisade en positiv och tydlig bärighetsutveckling mellan höstarna 1995 och 1998, sannolikt beroende på effekter från efterpackningen och
att det stabiliserade lagret hunnit härda ut och hårdna till. R-värdet brukar anses vara en mått på de övre lagrens förmåga att fördela ut trafiklasterna i underliggande lager och undergrund samt beräknas från deflektionerna DO och D30 cm. För att de olika mätningarna och sträckorna skall kunna jämföras rättvist har krökningsradien korrigerats till beläggningstemperaturen +10°C (L. Djärf, Notat 51-1997).
Krökningsradien, R, låg hösten 1998 på relativt bra värden, ca 190-210 m. Acceptabel nivå för lågtrafikerade vägar med större andel av tung trafik kan vara mellan 150-200 m. Skillnaden i R var också liten mellan provsträckorna.
Deflektionen, D60, som huvudsakligen beskriver undergrandens bärighet bör beaktas vid jämförelser mellan provsträckor. D60 låg på en låg nivå (figur 5), ca 0,15 mm i nedsjunkning, vilket visar att bärigheten är bra i underliggande lager och undergrund. Skillnaden mellan sträckorna var också relativt liten.
Borrkärnor
En andra provborrning gjordes hösten 1996. På respektive sträcka togs 12 prov, 8 i höger hjulspår och 4 mellan hjulspåren. Resultatet av labprovningen (medelvärden från 2-4 prov) framgår av tabell 2.
Tabell 2 Resultat av borrkärnor (medelvärden). Väg T205, Röfors - Markebäck. Prov tagna i oktober 1996.
Prov nr Prov punkt Läge Hålrums-halt vol-% Pressdrag- hållfasthet torr, kPa Vidhäft-ningstal % Styvhets-Modul MPa Borrkärnans kvalitet 1,0 % emulsion
1-4 1 Hjulspår - - - - Delvis trasiga
5-6 1 Mellan - - - - Trasiga prov
7-10 2 Hjulspår - - - - Trasiga prov
11-12 2 Mellan - - - - Trasiga prov
1,7 % emulsion
1-4 1 Hjulspår 11,8 951 - 4316 Hela prov
5-6 1 Mellan - - - - Delvis trasiga
7-10 2 Hjulspår 10,2 926 60 3792 Hela prov
11-12 2 Mellan - - - - Delvis trasiga
3,0 % emulsion
1-4 1 Hjulspår 8,8 1096 - 5135 Hela prov
5-6 1 Mellan - - - - Delvis trasiga
7-10 2 Hjulspår 9,7 1002 60 5372 Hela prov
11-12 2 Mellan - - - - Delvis trasiga
Borrkärnorna hösten 1996 (tabell 2) erhöll varierande kvalitet, ca hälften var fullt provningsbara medan övriga var trasiga, framför allt på sträckan med lägst
emulsionsinblandning (1,0 %) och för de prov som var tagna mellan hjulspåren. Jämfört med provtagningen året innan erhölls inte fler hela provkroppar. Den största anledningen till att en del av provkroppar föll sönder vid borrningen var den låga mängden nytt bindemedel (på hela objektet 0,5 % bitumen istället för planerade 1,1 %) som inblandades. Allmänt kan också sägas att bitumenstabiliserade lager ligger på gränsen för hela, provningsbara borrkärnor. Faktorer såsom halten nytt bindemedel, bitumenmängd och bitumenkvalitet i de gamla lagren, trafikpackningen, åtgärdens ålder, temperaturen vid borrningen har betydelse i dessa sammanhang. Enligt provborrningen låg lagertjockleken på de hela proven mellan 10-12 cm.
Eftersom ett av syftena med borrkärnorna är att jämföra egenskaperna på vägen med resultaten från förprovningen (proportioneringen) görs en del jämförelser mellan de olika provningarna. En mer utförlig beskrivning av tidigare resultat ges i bilagorna 4 och 5.
Hålrumshalterna låg enligt borrkärnorna från 1996 (drygt ett år gamla) mellan 9- 12 vol-%, dvs. ungefär på samma nivå som hösten innan (1995, bilaga 4). Vid förprovning erhöll motsvarande blandningar enligt statisk packning vid rumstemperatur ca 11 vol-% hålrum.
Pressdraghållfastheten låg mellan 900-1100 kPa på borrkärnorna från hösten 1996, vilket innebär att värdena hamnat något högre än året innan. Vid förprovningen på laboratoriet uppvisade motsvarande blandningar (sannolikt något mer bindemedel) pressdraghållfastheter på ca 800 kPa.
Styvhetsmodulerna låg på en oväntat hög (och bra) nivå, 3800-5400 MPa. Den höga styvhetsmodulen pekar mot att bindemedlet med tiden förstyvats och att inblandad mängd bindemedel varit låg. Normalt brukar styvhetsmodulen minska med ökad mängd bindemedel. Vid proportioneringen låg styvhetsmodulen på ca 2700 MPa för blandningen med lägst bitumenhalt (1,0 % emulsion).
Vidhäftningstalen (vattenkänsligheten) låg för sträckorna 2 och 3 på 60 %, jämfört med ca 65 % vid förprovningen. Enligt förprovningen påverkades vattenkänsligheten i detta fall inte så markant av mängden nytt bindemedel utan vidhäftningstalen låg mellan 65-75 % för samtliga provblandningar. Vatten- mättnadsgraden var vid provningen ca 80-85 %. Vid så pass hög vattenmättning bör provningen har varit både sträng och utslagsgivande. Provningsmetodiken finns beskriven i Notat 14-1996.
Sammanfattningsvis stämde resultaten från borrkärnorna tagna efter drygt ett år (nästan två somrar hade gått) mycket väl överens med resultaten från proportioneringen. Det testade proportioneringsförfarandet verkar därför ganska väl beskriva egenskaperna massaproven på ett relevant sätt. Syftet med provningen (främst packningsarbete och lagringstid) är att försöka efterlikna tillståndet hos beläggningslagret vid ett års trafik. Emulsionsbeläggningar behöver både en längre tids värme och trafikarbete innan de uppnår sitt strukturella tillstånd. Initialt erhåller den här typen av asfaltmaterial sämre egenskaper men
ändå tillräckliga för att klara påkänningarna från trafiken och klimatet utan att vägen erhåller skador.
Besiktning
Enligt besiktningen från våren 1998 såg provvägen bra ut. Lokalt förekom kantsprickor. Studerades hela vägobjektet verkade beläggningen ha klarat de tre första åren bra (t. ex. slaghål eller bärighetssprickor observerades inte).
Enligt besiktningen från våren 1999 hade lokalt bärighetssprickor och ett mindre slaghål uppkommit på sträcka 2 (sträckan med minst inblandning av emulsion). I övrigt förekom inga skador på provsträckorna. På övriga vägen förekom mycket lokalt tjäl- och bärighetssprickor samt ojämnheter och främst i de tvära kurvorna som innan åtgärd hade omfattande skador. Helhetsintrycket från besiktningen var dock positivt med till synes homogen och bra vägbana.
Väg T204, Åtorp - Svartå
Uppföljningssträckan på väg T204 ligger mitt på objektet och omfattar en raksträcka på 200 m. Omgivningen utgörs av skogsmark. Arbetsreceptet låg på tillsats av 3,0 % emulsion och det stabiliserade lagret bestod både av grusbärlager och gammal asfaltbeläggning (mest oljegrus). Som fallet var för övriga objekt inblandades även här mindre halt bindemedel än avsett, ca 1,6 % emulsion istället för 3,0 %. Det innebär att den totala halten bindemedel (bitumen) i det stabiliserade lagret hamnade på 3,0-3,5 %.
RST- och fallviktsm ätning
Resultaten från RST- och fallviktsmätningarna redovisas i tabell 3 (medelvärden), figur 6-9 samt i bilaga 3 och 4 (enskilda värden, spridning och medelvärden). Mätningen omfattar hjulspåren och båda körriktningarna (200+200 m).
Tabell 3 Resultat av RST- och fallviktsmätning (medelvärden). Väg T204, Åtorp-Svartå. Riktning Spårdjup mm IRI-värde mm/m Kröknings- radien, R m (+10°C) Deflek- tionen, D60 □ pm Hösten 1996 Mot Åtorp 2,0 1,3 150 115 Mot Svartå 5,9 1,5 162 112 Hösten 1997 Mot Åtorp 1,8 1,3 - -Mot Svartå 4,8 1,5 - -Hösten 1998 Mot Atorp 1,5 1,3 255 124 Mot Svartå 5,2 1,6 220 124
Figur 6 Spårutveckling enligt RST-mätning. Väg T204. Åtorp - Svartå.
Figur 8 Fallviktsmätning, krökningsradien, på väg T 204, Åtorp - Svartå.
Figur 9 Fallviktsmätning, deflektionen D60, på väg T 204, Åtorp - Svartå.
Spårbildningen (figur 6) hade varit betydligt större i riktningen mot Svartå, 5,2 mm, jämfört med riktningen mot Åtorp, 1,5 mm. Sedan efterpackningen upphört efter första hösten (2-6 mm) har vägen inte erhållit någon egentlig spårtillväxt. Andelen tung trafik är enligt uppgift 7 % (ej så hög) och ÅDTt 540 fordon per dygn. Den tunga trafiken verkar dock gå i riktningen mot Svartå enligt spårbildningen. IRI-värdena låg mellan 1,3-1,6 mm/m, med det lägsta värdet i riktningen mot Åtorp. Ingen större förändring hade skett med tiden.
Krökningsradien (R) hade ökat sedan den första mätningen och låg hösten 1998 mellan 220-255 m. Det innebär att beläggningen har en bra lastfördelande förmåga och tillräcklig med tanke på trafiken. Deflektionen, D60, låg på en låg nivå, ca 0,12 mm, vilket visade att bärigheten var bra i underliggande lager och undergrund. Skillnaden mellan väghalvorna var också liten.
Borrkärnor
En första provborrning gjordes hösten 1996. På respektive sträcka togs 12 prov, 8 i höger hjulspår och 4 mellan hjulspåren. Resultatet av labprovningen (medelvärden från 2-4 prov) framgår av tabell 4.
Tabell 4 Resultat av borrkärnor (medelvärden).
Väg T204, Åtorp-Svartå. Proven tagna i oktober 1996. Prov sektion nr Prov punkt nr Läge Hålrums-halt vol-% Pressdrag hållfasthet torr, kPa Vidhäft ningstal
%
Styvhets modul MPa Borrkärnans kvalitet 1 1-4 Hjulspår - - - - Trasiga5-6 Mellan - - - - Delvis trasiga
2 7-10 Hjulspår 15,9 731 73 3918 Hela prov
11-12 Mellan - - - - Delvis trasiga
Hela, provningsbara borrkärnor erhölls endast i hjulspåret vid en av provsektionerna. Övriga kärnor föll sönder vid provtagningen (i klumpar). En bidragande orsak till att inte fler hela prov erhölls var att det stabiliserade lagret innehöll en förhållandevis låg mängd bindemedel (totalt drygt 3 % bitumen), vilket innebär att materialet låg på gränsen för upptagning av hela borrkärnor. Enligt labprovningen (tabell 4) av de hela borrkärnorna låg hålrumshalten på 15,9 vol-%, pressdraghållfastheten på 731 kPa, styvhetsmodulen på 3918 MPa och vidhäftningstalet på 73 %. Jämfört med väg T205, Laxå, var hålrumshalterna som väntat högre vid Svartå och presshållfastheterna något lägre. Beständigheten var också något högre, 73 %, jämfört med 60 % för väg T205.
I jämförelse med förprovningen såg resultatet ut på följande sätt:
Proportionering Borrkärnor
Hålrumshalt: 15-16 vol-% 15,9 vol-%
Pressdraghållfasthet (torr): ca 500 kPa 731 kPa
Styvhetsmodul: 2900-3700 MPa 3918
Vidhäftningstal: 53-70 % 73 %
Förprovningen stämde även vid detta objekt ganska väl överens med resultatet från borrkärnorna. Att hållfasthetsnivåerna blivit något högre för borrkärnorna jämfört med massaproven från proportioneringen kan bero på att bindemedlet hunnit förstyvats (bl. a av påverkan från den varma massan som lades som
slitlager) mera i vägen efter drygt ett år jämfört med de 7 dygn vid +40°C som proportioneringen föreskriver i härdningstid för provkropparna. I båda fallen har provkropparnas höjd legat omkring 65 mm.
Resultaten från proportioneringen (förprovningen) redovisas i VTI notat 58-1997.
Besiktning
Enligt besiktningen från våren 1998 såg kontrollsträckan bra ut. Inga sprickor, slaghål eller andra skador förekom. Även övriga vägobjektet såg bra ut. Lokalt förekom några bärighets- och tjälsprickor.
Inga skador förekom på kontrollsträckan efter tjällossningen våren 1999. På övriga sträckningen förekom mycket lokalt bärighets- och tjälrelaterade sprickor. Lokalt förekom också några ytor som förseglats och tjälskott.
Väg T633, Tynninge - Pålsboda
Objektet är beläget på väg T633 mellan Tynninge och Pålsboda, sektionen 1/758- 4/439. Det gamla bituminosa lagren utgjordes av AEBÖ, OG och en del lagningar. ÅDT var 1480 med ca 7 % tunga fordon. Vägen åtgärdades under sensommaren 1995. Arbetsreceptet föreskrev 2,0 vikt-% emulsion (2,0 % restbitumen) men enligt kvalitetskontrollen av massaprov inblandades sannolikt mindre halt emulsion. Totala bindemedelshalten i det stabiliserade låg omkring 4,2 %.
RST- och fallviktsmätning
Resultaten från RST- och fall viktsmätningarna redovisas i tabell 5 (medelvärden), figur 10-13 samt i bilaga 5 och 6 (enskilda värden, spridning och medelvärden). Mätningen omfattar hjulspåren och båda körriktningarna (400+400 m).
Tabell 5 Resultat av RST- och fallviktsmätning (medelvärden). Väg T633, Tynninge-Pålsboda.
Riktning Spårdjup IRI-värde Kröknings- Deflek-radien, R tionen, D60 mm mm/m m (+10°C) □ pm 1996 Mot Tynninge 2,1 1,2 159 124 Mot Pålsboda 5,0 1,4 176 134 1997 Mot Tynninge 2,1 1,2 - -Mot Pålsboda 5,9 1,4 - -1998 Mot Tynninge 2,3 1,3 212 147 Mot Pålsboda 6,7 1,4 234 152 1999 Mot Tynninge 2,2 1,3 - -Mot Pålsboda 6,0 1,4 -
-Figur 10 Spårutveckling enligt RST-mätning. Väg T633, Tynninge - Pålsboda.
Figur 11 Jämnhetsutveckling enligt RST-mätning. Väg T633, Tynninge - Pålsboda.
Figur 12 Fallviktsmätning 1998, krökningsradien. Väg T633, Tynninge - Pålsboda.
Figur 13 Fallviktsmätning 1998, deflektionen D60. Väg T633, Tynninge - Pålsboda.
Spårbildningen (figur 10) har varit större i riktningen mot Pålsboda, 6,7 mm, jämfört med riktningen mot Tynninge, 2,3 mm. Utvecklingen av spårdjupet har också varit något större i riktning mot Pålsboda. Det mesta av spårutvecklingen kan tillskrivas efterpackning första året (2-5 mm). Efter det är spårtillväxten liten och högst en millimeter på två år. Förklaringen till att mätvärdena varierar med
någon mm år från år beror också på skillnader i mätbilens sidoläge på vägen mellan olika mätningar som får större betydelse på vägar med små spådjup och spårtillväxt (föraren ser inte spåret och kan därför hamna något vid sidan om spåret). Även mätnoggrannhet som ligger på ca ±1 mm får större betydelse när spårdjupen är små. IRI-värdena låg mellan 1,3-1 »4 mm/m och tenderade att öka något litet med tiden.
Krökningsradien (R) låg hösten 1996 mellan 159-176 m, dvs. ungefär på samma nivå som övriga objekt. Hösten 1998 har värdet på krökningsradien ökat till 210- 230 m. Deflektionen, D60, låg på en låg nivå, ca 0,15 mm, vilket visar att bärigheten är bra i framför allt undergrunden. Skillnaden mellan väghalvorna är också relativt liten.
Borrkärnor
En provborrning gjordes hösten 1996. På kontrollsträckan togs 12 prov, 8 i höger hjulspår och 4 mellan hjulspåren. Flertalet av borrkärnorna föll sönder i klumpar vid provtagningen. På ett prov bestämdes hålrumshalten till 12,4 vol-%. Bindningen i materialet bedömdes som sämre jämfört med övriga objekt.
Besiktning
Enligt besiktningen från våren 1998 såg kontrollsträckan (400 m) bra ut. Lokala bärighetssprickor förekom dock. Inga slaghål eller andra skador förekom.
Vid besiktningen våren 1999 hade fler bärighetssprickor börjat uppträda i yttre hjulspåren (och i högra delen av spåren) och bitvis förekom partier med förhållandevis mycket sprickor. Lokalt förekom också ett slaghål.
Väg T815, Solbaddet - Käglan
Objektet är beläget på väg T815 mellan Solbaddet och Käglan nära Glanshammar i Närke (öster om Örebro). Det gamla slitlagret utgjordes dels av OG, dels av IM. Skadade partier hade även lappats. Det undre lagret var enligt uppgift ABT resp. AEBÖ. ÅDT varierar inom objektet mellan 480 och 860 fordon per dygn. Andelen tung trafik är liten (3-6 %). Vägen åtgärdades under sommaren 1995 genom inblandning av bindemedel med djupfräs (Wirtgen).
På grund av tidsbrist fick det befintliga materialets sammansättning tillsammans med erfarenheterna från tidigare förprovning ligga till grund för val av mängden nytt bindemedel som skulle blandas in. Mot bakgrund av att bindemedelshalten var relativt låg i det övre lagret valdes 3,0 % emulsion (2,0 % restbitumen) till arbetsreceptet. Enligt kvalitetskontrollen inblandades dock mindre med emulsion än avsett och den totala bindemedelshalten i stabiliserat lager låg mellan 3,8-5,5 % med 4,4 % i medelvärde.
På ca hälften av förstärkningsobjektet lades AEBT 16 (asfaltemulsionsbetong, kallblandad asfalt) som slitlager och på den andra hälften ABT 16 (varmmassa). Det innebär att uppföljningen omfattade två sträckor med vardera 400 m.
RST- och fallviktsmätning
Resultaten från RST- och fallviktsmätningarna redovisas i tabell 6 (medelvärden), figur 14-17 samt i bilaga 7 och 8 (enskilda värden, spridning och medelvärden). Mätningen omfattar hjulspåren och båda körriktningarna.
Tabell 6 Resultat av RST- och fallviktsmätning (medelvärden) Väg T815, Solbaddet-Käglan. Sträcka Spårdjup mm IRI-värde mm/m Kröknings- radien, R m(+10°C) Deflek- tionen, D^o □ pm 1996 AEBT 16 + stabilisering 2,4 2,6 91 252 ABT 16 + stabilisering 2,6 1,8 127 270 1997 AEBT 16 + stabilisering 2,7 2,6 - -ABT 16 + stabilisering 2,8 1,8 - -1998 AEBT 16 + stabilisering 3,0 2,6 77 272 ABT 16 + stabilisering 2,9 1,8 177 259 1999 AEBT 16 + stabilisering 3,6 2,6 - -ABT 16 + stabilisering 2,3 1,8 -
-Figur 14 Spårutveckling enligt RST-mätning. Väg T815, Solbaddet-Käglan.
Figur 15 Jämnhetsutveckling enligt RST-mätning. Väg T815, Solbaddet-
Figur 16 Fallviktsmätning, krökningsradien. Väg T815, Solbaddet-Käglan.
Figur 17 Fallviktsmätning, deflektionen D60. Väg T815, Solbaddet-Käglan.
Den måttliga spårbildningen fram till hösten 1999 (ca 3 mm) bekräftar att både trafikvolymen och andelen tung trafik är låg på väg T815 (ÅDT,: 480-860, 6 % tunga). Sträckan med AEB hade erhållit ca 1 mm högre spårdjup än ABT. IRI- värdena låg på 2,6 mm/m för AEB och 1,8 mm/m för ABT. Inge förändring hade skett sedan den första mätningen hösten 1996. Kalla slitlager (de är mer tröglagda) får högre IRI-värden än varma massor men båda värdena ligger något högt. En
orsak kan vara den relativt smala, slingriga vägen som delvis går över jordbruksmark med bitvis lägre bärighet.
Krökningsradien (R) låg för detta objekt på en lägre nivå, 77 resp. 177 m, jämfört med övriga stabiliseringsobjekt i undersökningen. Den lägsta krökningsradien erhöll sträckan med AEBT+ stabilisering. Samtidigt var också bärigheten i underliggande lager (undergrund) betydligt lägre på dessa sträckor. Deflektionen, D60, låg på 0,26-0,27 mm, vilket bekräftade att undergrunden utgjordes av svagare (sedimentära) jordarter.
Borrkärnor
På båda sträckorna utfördes provborrning hösten 1996, det vill säga drygt ett år efter åtgärd. Sammanlagt 24 borrförsök gjordes men i samtliga fall utom ett gick kärnorna sönder vid provtagningen. I det hela provet var hålrumshalten 15,6 vol- %. Den höga hålrumshalten och de trasiga borrkärnorna pekade mot ett förhållandevis lågt bindemedelsinnehåll i det stabiliserade lagret. Stabilisering av öppna beläggningstyper såsom IM, OG och AEBÖ innebär också att hålrumshalterna hamnar på håga värden.
Besiktning
Enligt besiktningen från våren 1998 såg sträckorna bra ut. På sträckan med slitlager av AEBT16 förekom lokala förseglingar i lastbyteszonerna. På samma sträcka förekom också, i liten utsträckning, finare bärighetssprickor. Inga slaghål eller andra skador observerades men lokala tjälsprickor förekom.
Enligt besiktningen från våren 1999 såg fortfarande sträckorna bra ut men fler bärighetssprickor hade uppkommit (ändå relativt få). På sträckan med slitlager av AEBT observerades endast lokala sprickor på den del av sträckan som låg utmed raksträckorna medan antalet sprickor var större i den tvära kurvan som låg mitt på sträckan. I kurvan förekom också lokala materialsläpp. På sträckan med slitlager av ABT observerades mer markanta sprickor, både i kurva och på raksträckorna. Antalet sprickor var också något flera än fallet var för AEB-sträckan.
Trots markant bättre bärighet i beläggningslagret hade således ABT-sträckan våren 1999 erhållit både fler och mer distinkta sprickor än AEB-sträckan. Orsaken kan vara att AEB är mer flexibel än ABT tack vare det mjukare bindemedlet, vilket kan ha betydelse för sprickuppkomsten på vägar med sämre undergrundsbärighet som här var fallet. Det mjuka bindemedlet är också den största anledningen till den markant lägre bärigheten (krökningsradien) för AEB jämfört med ABT.
Bild 4 Besiktning av sträckan medAEBT 16 våren 1999.
Sammanfattande kommentarer
KvalitetskontrollKvalitetskontrollen av massaproven (Notat 14-1996) visade att det stabiliserade lagret erhöll mindre halt nytt bindemedel än planerat, sannolikt beroende på att fräsdjupet blev större än det nominella på 10 cm. Även provborrningen pekar i samma riktning med 10-14 cm i tjocklek för hela provkroppar. Bindemedelshalterna i åtgärdade lager bedöms trots allt ligga på en relativt bra nivå och i de flesta fall mellan 4,0-5,0 % om halten gammalt och nytt bindemedel i materialet läggs ihop. På nytillverkade kallblandade asfaltbärlager ligger, enligt VÄG 94, bindemedelshalterna mellan 3,5-4,2 % och för varmblandat bärlager på 3,5-4,9 % Allmänt kan det sägas om asfaltbeläggningar att stabilitetsegenskaperna gynnas av lägre bindemedelsinnehåll medan resistensen mot beständighetsskador och utmattningssprickor förbättras vid högre mängd bindemedel.
Borrkärnor
I flera fall erhölls inte hela, provningsbara borrkärnor vid den provborrning som gjordes efter drygt ett års trafik. Det var dock inte så oväntat eftersom det kan vara svårt att ta upp borrkärnor på den här typen av material med förhållandevis låg mängd nytt bindemedel och höga hålrum. Det innebär att en kvalitetskontroll som enbart föreskriver testning av borrkärnor inte är en framkomlig väg utan kraven måste ställas på massaprov och färdig vägyta efter åtgärd. Hela prov erhölls företrädesvis i hjulspåret och där bindemedelsinnehållet var som störst. En förnyad provborrning planeras till år 2000.
I de fall hela, provningsbara borrkärnor erhölls stämmer labresultaten väl överens med förprovningen och framför allt i fråga om hålrumshalt, pressdraghållfasthet och vidhäftningstal. Styvhetsmodulen blev något högre för borrkärnorna jämfört med de labtillverkade proven vid proportioneringen. Den högre styvhetsmodulen kan peka mot att bindemedlet med tiden förstyvats något men kan även bero på att inblandad mängd bindemedel blev lägre i fält än den lägsta enligt förprovningen. En viss inverkan på det stabiliserade lagrets härdning och förhårdning kan också den varma slitlagermassan ha haft. Varm massa kan aktivera bindemedlet i kalla massor såsom stabilisering vilket erfarenheter från asfaltgranulat visat (t. ex. provvägen vid Saxån).
Sammantaget verkar proportioneringsförfarandet och de metoder som där ingå där ge en bra bild över hur materialegenskaperna blir hos det stabiliserade lagret på vägen efter en tids trafik. Att hålrumshalterna sammanfaller visar att laboratoriepackning av prov genom statisk belastning verkar fungera på ett tillfredsställande sätt för kallblandade massor. Innan lasten läggs på förpackas materialet för hand med en stav (2*20 ggr slag) så att kornen kan orientera sig. Vägytemätningar, bärighet och besiktning
En sammanställning över fältmätningar hittills och de olika vägobjekten ges i tabell 7.
Tabell 7 Sammanställning över RST-, fallviktsmätning och besiktning fö r samtliga sträckor. Mätningarna avser höstarna 1998 eller 1999 medan besiktningen härrör från våren 1999.
Objekt/sträcka Spår djup mm IRI-värde mm/m Kröknings radien, R m (+10°C) Borrkärnor status Skador
T205, Röfors, 1,0 % emulsion 5,8 1,6 211 trasiga nej
T205, Röfors, 1,7 % emulsion 5,8 1,3 190 mest hela nej
T205, Röfors, 3,0 % emulsion 7,4 1,6 212 mest hela nej
T204, Åtorp-Svartå 3,4 1,5 234 enstaka hela nej
T633, Tynninge-Pålsboda 4,5 1,4 223 enstaka hela bär-sprickor T815, Solbaddet, AEBT+stab. 3,0 2,6 77 trasiga bär-sprickor T815, Solbaddet, ABT+stab. 2,9 1,8 177 trasiga bär-sprickor Spårdjupen efter drygt tre års trafik (i de flesta fall fyra somrar) ligger mellan 2,9- 7,4 mm med de högsta värdena för väg T205 som också har störst antal tunga fordon. Spårutvecklingen har på denna väg varit måttlig efter den första sommaren. Av totalt ca 6 mm i maximalt spårdjup hösten 1996 kan drygt 5 mm härledas till den första tidens efterpackning (juni till september 1995). Spårtillväxten har efter den första sommaren varit liten för samtliga vägobjekt och av de hittills uppmätta spårdjupen kan huvuddelen tillskrivas effekter från efterpackningen av det drygt 10 cm tjocka stabiliserade lagret och 4 cm nya slitlagret av ABT16 eller AEBT16. Inga tendenser till plastiska deformationer har observerats, vilket inte heller bör förväntas med tanke på det förhållandevis låga bindemedelsinnehållet.
Ojämnhetsmåttet, IRI, ligger i de flesta fall mellan 1,3-1,8 mm/m, vilket måste betraktas som acceptabelt för den här kategorien av åtgärder och vägar. Det innebär också att vägarna klarar kravet för jämnhet i VÄG 94 (vid jämnhetsklass 3). I ett fall ligger IRI-värdet på 2,6 mm/m men då utgörs slitlagret av asfaltemulsionsbetong (AEBT16), det vill säga kalltillverkad massa som brukar vara trög att lägga ut med följd av att IRI-värdena brukar hamna högre jämfört med varm massa.
Krökningsradien (R) som vid fallviktsmätning beskriver påkänningarna i de övre lagren pekar mot acceptabla bärighetsnivåer i de bundna lagren. R ligger med ett undantag efter tre års trafik mellan 190-250 m, vilket bör vara tillräckligt för regionala vägar med förhållandevis måttliga trafikvolymer. När slitlagret utgörs av AEBT erhålls lägre värden, vilket beror på att bindemedlet i denna beläggningstyp utgörs av mjukbitumen (en mjukare och flexiblare beläggning än ABT och lämplig för svagare vägkonstruktioner). Bärigheten har ökat med tiden, ibland påtagligt, vilket också kan förväntas av emulsionsstabiliserade lager som har en lång härdningsprocess innan de helt hårdnat till.
Inga mer omfattande skador har hittills (våren 1999) observerats inom uppföljningssträckorna eller på övriga delar av de åtgärdade vägarna. På några av objekten började våren 1999 en del bärighetssprickor uppträda men intrycken från
besiktningarna är ännu så länge positiva, särskilt med tanke på hur omfattade skadorna var på de gamla beläggningarna innan åtgärd (i vissa fall var de knappt framkomliga). Där sprickor börjat uppträda har inte heller hela, provningsbara borrkärnor erhållits, vilket pekar mot att stabiliseringen blivit sämre för dessa objekt. Det är möjligt att bindemedelsinblandningen blev alltför låg och det bör tilläggas att både provtagningen och proportioneringen var av begränsad omfattning på de här vägarna (på grund av tidsbrist).
Det är viktigt att komma ihåg att det stabiliserade materialet bestod av flera olika lager av mestadels kalltillverkade asfaltbeläggningar (AEBÖ, OG, IM mm) med pålägg av lagningsmassor och förseglingar. Beläggningarna var hårt nedslitna och hade omfattande beständighetsrelaterade skador. I flera fall inblandades också obundet bärlager från underliggande lager. Bitumenemulsionen baserad på B 180 har använts som bindemedel vid åtgärderna och verkar ha givit massan bra egenskaper. När hårdare bindemedel används, som här är fallet, bör risken för instabilitet minska samtidigt som massan kan bli lite styvare att packa. Erhållna hålrumshalter (10-15 %) är dock inte anmärkningsvärt höga utan verkar ligga på en normal och rimlig nivå för kallblandat bärlagermaterial. I Norge brukar bitumen med penetrationen B370 användas vid stabilisering. När hårdare bindemedel används kan också lite högre halter blandas in, vilket är bra för utmattningsmotståndet hos lagret och vattenresistensen (även för salt och frys- töväxlingar). I detta fall inblandades dock mindre mängd bindemedel än avsett vilket på sikt kan medföra sämre hållbarhet.
Sammanfattningsvis visar resultatet hittills att stabilisering av vägmaterial (både asfalt och grus) kan vara ett realistiskt alternativ vid underhåll och förstärkning av nedslitna vägar, speciellt om påbyggnadsåtgärder vill undvikas (smal väg) och naturresurser sparas. Transportbehoven blir också minimala vid mix in-situ metoder. En förutsättning för ett bra resultat är dock att vägen i övrigt inte har alltför dåliga förutsättningar (hög finmaterialhalt, tunna lager, tjälfarliga jordarter nära vägytan, dålig dränering etc.) och att variationen och sammansättningen i det befintligt material som skall åtgärdas inte är för stor eller olämplig. Tekniken verkar dock inte vara alltför känslig för varierande bindemedelsinnehåll (bärlager är inte heller lika känsliga som slitlager för denna förändring). Försöken visar också att det är viktigt att fräsutrustningen kalibreras innan fräsningen, bland annat avseende fräsdjupet. Om fräsdjupet blir för stort eller litet kommer bindemedelshalten i åtgärdat material att avvika från arbetsreceptet och i värsta fall markant försämra kvalitén på materialet med förkortad livslängd som följd. Enligt förprovningen, som verkar ge en relevant beskrivning över egenskaperna hos materialet på vägen, är dock inte i de här fallen materialen så känsliga för mängden tillsatt bindemedel inom rimliga gränser.
Litteratur
Djärf L. ”Tillståndsförändring- (nedbrytnings)modeller på asfaltbelagda och
ytbehandlade landsbygdsvägar”. VTI Notat 51-1997.
Höbeda P. ”Skiffermaterial i olje- och bärlagergrus”. VTI Meddelande 126, 1978.
Höbeda P. "Stabilisering och modifiering av svaga vägöverbyggnader med
bindemedel - val av bindemedel". VTI Meddelande 553,1988.
Jacobson T och Johansson L. "Prov med ny metod att förstärka vägar - En
byggnadsrapport om markinblandning med emulsion på väg 336 i Jämtland". VTI Notat V57, 1988.
Jacobson T. "Stabilisering med bitumenemulsion. Försök i Z-län. Läges
rapport 8902". VTI Notat V83, 1989.
Jacobson T. "Laboratorieprovningar på material stabiliserat med bitumen
emulsion. Mekaniska egenskaper hos provkroppar med olika massasamman sättning. Delrapport 8912". VTI Notat V I 18,1989.
Jacobson T. "Förstärkning av lågtrafikerade vägar genom inblandning av
bituminösa bindemedel - Provvägar och laboratorieprovning, Huvud rapport". VTI Meddelande 666, 1991.
Jacobson T. "Förstärkning av lågtrafikerade vägar genom inblandning av
bituminösa bindemedel. Uppföljning av äldre provvägar". VTI Notat 13-94,
1994.
Jacobson T. "Förstärkning genom djupfräsning. Väg 166, Ed-Lunnane
(Dalsland)". VTI Notat 28-95,1995.
Jacobson T. "Kall återvinning av asfalt - en teknik under utveckling". VTI Notat 66-1995.
Jacobson T. "Stabilisering/remixing av skadade beläggningar genom inblandning av bitumenemulsion. Skadeutredning, region Mälardalen". VTI
Notat 14-1996.
Jacobson T. "Stabilisering/remixing av skadade beläggningar genom inblandning av bitumenemulsion”. Lägesrapport 97.10. VTI Notat 58-1997.
Johansson L., "Stabilisering med bitumen - Försök på väg 88 i Jämtland
1986". Byggnadsrapport 1986 (opublic.).
Ärlemo R. "Bitumenstabiliserat bärlager". BD-rapport 86601-22/25, Vägverket, 1987.
Bilaga 1 Sida 1(3)
RST-mätning, 1997-09-16, Laxå, 205
M ätn in g en börjar i riktning en m o t A skersund.
Spårdjup S p ård ju p R R M S R R M S O b jekt Distans IRI hö IRI vä 11 lasrar 17 lasarar v ä n ste r h öger
1 20 1,94 1,56 5,0 5,2 0,30 0,38 1 40 3,12 2,01 7,3 7,3 0,30 0,25 1 60 1,89 1,43 6,6 6,7 0,33 0,41 1 80 1,16 1,87 8,3 8,2 0,32 0,35 1 100 1,13 1,32 6,7 6,8 0,31 0,26 1 102 1,87 1,96 8,1 8,1 0,34 0,12 M edelv: 1,85 1,69 7,0 7,1 0,32 0,30 Std.av: 0,72 0,29 1,2 1,1 0,02 0,11 2 20 1,77 1,96 6,3 6,9 0,38 0,28 2 40 2,02 2,41 8,9 9,0 0,38 0,37 2 60 1,95 2,31 6,2 6,1 0,35 0,27 2 80 1,59 2,00 3,1 3,6 0,38 0,18 2 97 1,34 1,29 5,1 5,2 0,45 0,38 M edelv: 1,73 1,99 5,9 6,2 0,39 0,30 Std.av: 0,28 0,44 2,1 2,0 0,04 0,08 3 20 1,49 1,87 6,3 6,5 0,44 0,37 3 40 1,32 1,24 7,4 7,5 0,37 0,22 3 60 1,32 1,51 9,2 9,2 0,39 0,30 3 80 0,80 1,23 8,3 8,3 0,40 0,27 3 100 1,30 1,27 7,3 7,3 0,42 0,36 3 120 0,92 1,04 9,1 9,1 0,38 0,36 3 140 1,55 1,57 10,0 10,0 0,38 0,37 3 160 1,00 1,91 6,2 6,1 0,35 0,31 3 180 2,00 2,59 7,3 7,3 0,38 0,26 3 200 0,96 1,47 8,1 8,2 0,39 0,28 3 220 0,87 1,79 5,6 5,6 0,39 0,27 3 240 2,20 1,85 5,1 5,4 0,38 0,32 3 260 1,85 1,55 7,3 7,4 0,37 0,29 3 280 1,56 1,35 11,1 11,1 0,41 0,27 3 300 1,18 1,69 10,5 10,5 0,42 0,28 3 303 0,68 1,99 11,4 11,2 0,42 0,23 M edelv: 1,31 1,62 8,1 8,2 0,39 0,30 Std.av: 0,44 0,38 1,9 1,9 0,02 0,05 3 20 0,94 1,18 1,7 3,4 0,43 0,19 3 40 1,01 0,95 2,4 3,9 0,35 0,14 3 60 1,17 0,90 2,7 4,9 0,28 0,16 3 80 1,36 1,21 3,1 5,3 0,29 0,18 3 100 1,26 0,79 4,0 7,2 0,41 0,15 3 120 0,99 0,96 2,6 4,9 0,41 0,17 3 140 1,54 1,04 4,5 5,2 0,40 0,15 3 160 1,45 1,90 4,6 5,5 0,41 0,18 3 180 1,66 2,72 3,1 5,8 0,33 0,16 3 200 1,10 1,22 3,9 5,6 0,30 0,20 3 220 1,09 0,94 4,8 5,5 0,33 0,27 3 240 0,89 1,10 7,1 8,5 0,27 0,17 3 260 1,07 1,37 6,2 7,5 0,30 0,17 3 280 0,93 1,05 9,6 10,2 0,23 0,20 3 300 1,25 0,96 5,4 6,6 0,28 0,18 3 305 1,16 1,38 4,4 6,3 0,33 0,20 M edelv: 1,18 1,23 4,4 6,0 0,33 0,18 Std.av: 0,23 0,48 2,0 1,7 0,06 0,03 2 20 1,37 1,48 4,9 6,6 0,31 0,17
Bilaga 1 Sida 2(3) 2 40 1,28 1,61 5,0 7,3 0,27 0,13 2 60 1,38 1,89 2,5 3,4 0,36 0,19 2 80 1,52 1,48 1,6 2,3 0,30 0,15 2 96 1,15 1,21 2,3 3,5 0,28 0,17 Medelv: 1,34 1,53 3,3 4,6 0,30 0,16 Std.av: 0,14 0,25 1,6 2,2 0,04 0,02 1 20 1,44 1,08 3,2 3,7 0,29 0,17 1 40 1,01 1,43 6,9 7,3 0,25 0,22 1 60 1,11 2,15 6,4 7,0 0,22 0,15 1 80 0,72 1,14 3,4 8,6 0,30 0,14 1 98 0,89 1,58 4,1 6,2 0,38 0,18 Medelv: 1,03 1,48 4,8 6,6 0,29 0,17 Std.av: 0,27 0,43 1,7 1,8 0,06 0,03
1998 09 30, Lv205, Askersund
Spårdjup Spårdjup RMS RMS Objekt Distans IRlhöger IRlvänster 11 lasrar 17 lasrar RRMS vä RRMS hö1 20 2,01 1,63 5,0 5,6 0,29 0,43 1 40 3,18 2,04 6,9 7,0 0,31 0,30 1 60 1,90 1,43 6,8 6,9 0,33 0,40 1 80 1,17 1,89 7,1 7,2 0,32 0,40 1 99 1,26 1,20 6,9 7,0 0,31 0,31 Medel: 1,77 6,5 6,7 0,31 0,37 Std.av: 0,60 0,9 0,6 0,01 0,06 2 20 1,54 2,09 6,9 7,9 0,31 0,24 2 40 2,46 2,45 6,9 6,9 0,40 0,45 2 60 1,86 1,95 6,0 6,0 0,38 0,29 2 80 1,66 2,31 3,2 3,6 0,35 0,20 2 99 1,31 1,19 4,5 4,5 0,45 0,38 Medel: 1,88 5,5 5,8 0,38 0,31 Std.av: 0,45 1,6 1,7 0,05 0,10 3 20 1,50 2,02 5,5 5,7 0,42 0,43 3 40 1,24 1,16 7,5 7,6 0,37 0,27 3 60 1,37 1,61 8,7 8,8 0,39 0,31 3 80 0,80 1,23 8,7 8,8 0,40 0,31 3 100 1,33 1,28 7,0 7,0 0,39 0,39 3 120 0,86 0,96 9,4 9,4 0,37 0,37 3 140 1,59 1,55 9,8 9,8 0,40 0,38 3 160 1,05 1,82 6,0 6,1 0,36 0,33 3 180 1,81 2,33 7,4 7,4 0,38 0,28 3 200 1,14 1,77 8,9 9,0 0,38 0,30 3 220 0,97 1,71 7,3 7,3 0,38 0,30 3 240 2,13 1,84 5,7 5,7 0,40 0,30 3 260 1,93 1,39 7,9 8,0 0,35 0,31 3 280 1,63 1,47 11,0 11,1 0,41 0,31 3 300 1,24 1,62 11,3 11,3 0,42 0,38 3 302 0,77 1,80 11,0 11,0 0,31 0,28 Medel: 1,47 8,3 8,4 0,38 0,33 Std.av: 0,40 1,9 1,8 0,03 0,05
Bilaga 1 Sida 3(3) 4 20 0,98 1,43 2,5 4,0 0,38 0,27 4 40 1,02 0,89 3,1 4,6 0,35 0,18 4 60 1,13 0,95 3,8 5,9 0,37 0,16 4 80 1,54 1,35 4,9 6,5 0,40 0,15 4 100 1,19 0,77 5,0 7,9 0,41 0,17 4 120 0,98 0,95 2,2 5,6 0,40 0,21 4 140 1,57 1,09 4,3 5,7 0,37 0,19 4 160 1,51 1,90 5,1 6,3 0,41 0,20 4 180 1,64 2,73 4,3 6,6 0,38 0,18 4 200 1,08 1,23 3,5 6,7 0,35 0,18 4 220 1,16 0,87 3,5 6,3 0,35 0,27 4 240 0,84 1,10 4,4 8,5 0,32 0,16 4 260 1,09 1,34 4,1 8,6 0,35 0,18 4 280 0,91 0,96 5,9 11,9 0,36 0,18 4 300 1,20 0,97 3,2 7,5 0,34 0,20 4 301 0,61 1,55 3,1 7,2 0,36 0,13 M edel: 1,20 3,9 6,9 0,37 0,19 Std.av: 0,40 1,0 1,8 0,03 0,04 5 20 1,58 1,57 4,2 7,7 0,34 0,18 5 40 1,09 1,21 5,8 8,6 0,33 0,16 5 60 1,21 1,87 2,9 4,9 0,34 0,19 5 80 1,40 1,56 1,1 2,6 0,37 0,16 5 100 1,38 1,15 1,8 3,9 0,36 0,22 5 101 1,82 0,45 7,6 7,6 0,00 0,09 M edel: 1,36 3,9 5,9 0,29 0,17 Std.av: 0,38 2,5 2,4 0,14 0,04 6 20 1,71 1,12 3,0 4,2 0,38 0,14 6 40 0,95 1,15 5,0 8,9 0,39 0,15 6 60 1,29 2,09 4,1 8,2 0,35 0,15 6 80 0,84 1,06 7,1 11,0 0,35 0,28 6 100 0,93 1,68 6,0 7,9 0,42 0,16 6 101 0,79 2,39 5,6 8,0 0,39 0,15 M edel: 1,33 5,1 8,0 0,38 0,17 Std.av: 0,52 1,4 2,2 0,03 0,05
Bilaga 2 Sida 1(6) Väg 205, Laxå, sträcka 1 Fallviktsm ätning: 98-10-08 Sensor N um ber : 0 1 2 3 4 5 6 Sensor Distance : 0.0 20.0 30.0 45.0 60.0 90.0 120.0 (cm)
Distance Imp Load DO D20 D30 D45 D60 D90 D l 20 Air Pave K.rad Töjning
■ m kN pm pm pm pm pm pm pm °C °C m mikrostram 0 3 52,9 450 374 329 282 249 192 156 5,7 5,9 272 175 10 3 52,9 463 359 305 237 190 115 76 5,6 6,1 188 231 20 3 52,8 401 307 256 197 155 99 66 5,4 5,6 198 214 30 3 52,6 420 333 286 223 178 112 73 5,2 5,6 229 205 40 3 52,6 385 297 252 195 158 101 69 5,2 5,5 221 199 50 3 52,4 407 315 271 215 175 111 77 5,6 5,6 220 202 60 3 52,3 353 273 236 183 148 95 65 5,6 5,6 257 181 70 3 51,7 390 315 277 224 188 129 93 5,4 5,8 283 175 80 3 51,5 379 320 281 231 195 133 95 5,6 5,8 340 159 90 3 51,8 396 315 267 207 162 97 64 5,6 5,6 235 200 100 3 52 326 249 208 155 119 66 40 5,2 7,1 243 185 95 3 49,6 394 312 267 203 155 88 53 6,3 6,8 240 201 85 3 50 357 280 240 183 141 81 50 5,9 6,6 259 187 75 3 49,7 330 ! 269 236 185 149 92 62 6,3 6,9 342 158 65 3 50,5 286 ! 219 183 135 101 56 35 6,3 6,8 280 168 55 3 50 372 303 253 199 158 100 68 6,2 6,4 257 186 45 3 50,1 419 337 294 237 192 126 88 5,9 6,6 253 192 35 3 50,2 360 285 249 199 162 105 75 6,7 6,9 280 W nM Kå" 25 3 50 385 300 260 207 166 105 72 6,3 6,9 243 191 15 3 50,1 364 285 247 196 159 101 69 6,3 6,8 261 181 5 3 49,7 488 383 329 260 209 134 90 5,4 7,1 191 233 M edel 51,2 387 306 263 207 167 107 73 5,8 6,3 252 190 Min 49,6 286 219 183 135 101 56 35 5,2 5,5 188 158 M ax 52,9 488 383 329 282 249 192 156 6,7 7,1 342 233 Std.avv. 1,3 47 39 35 33 31 28 25 0,4 0,6 41 20 Beläggningstemp (°C) 6
Bilaga 2 Sida 2(6)
Temperaturkorrigerade värden (10°C) Väg 205, Laxå, sträcka 1
Fallviktsm ätning: 98-10-08 |Tjocklekb eläg g n .(m m ) 150 Sensor N um ber : 0 1 2 3 4 5 6
Sensor Distance : 0.0 20.0 30.0 45.0 60.0 90.0 120.0 (cm)
Distance Im p Load DO D20 D30 D45 D60 D90 D l 20 Air Pave K.rad Töjning m kN pm pm pm pm pm pm pm °C l i l l m m ikrostrain 0 3 52,9 450 374 329 282 249 192 156 5,7 5,9 232 205 10 3 52,9 463 359 305 237 190 115 76 5,6 6,1 159 272 20 3 52,8 401 307 256 197 155 99 66 5,4 5,6 172 247 30 1 1 1 52,6 420 333 286 223 178 112 73 5,2 5,6 197 238 40 3 52,6 385 297 252 195 158 101 69 5,2 5,5 193 228 50 3 52,4 407 315 271 215 175 111 77 5,6 5,6 191 233 60 I I 52,3 353 273 236 183 148 95 65 5,6 5,6 227 205 70 11111 51,7 390 315 277 224 188 129 93 5,4 5,8 246 201 80 3 51,5 379 320 281 231 195 133 95 5,6 5,8 298 181 90 MSåå 51,8 396 315 267 207 162 97 64 5,6 5,6 204 230 100 mlMrn 52 326 249 208 155 119 66 40 5,2 7,1. 217 207 95 3 49,6 394 312 267 203 155 88 53 6,3 6,8 209 231 85 3 50 357 280 240 183 141 81 50 5,9 6,6 228 212 75 3 49,7 330 269 236 185 149 92 62 6,3 6,9 305 178 65 3 50,5 286 219 183 135 101 56 35 6,3 6,8 253 186 55 3 50 372 303 253 199 158 100 68 6,2 6,4 225 212 45 3 50,1 419 337 294 237 192 126 88 5,9 6,6 218 223 35 3 50,2 360 285 249 199 162 105 75 6,7 6,9 247 198 25 3 50 385 300 260 207 166 105 72 6,3 6,9 212 218 15 3 50,1 364 285 247 196 159 101 69 6,3 6,8 229 205 5 3 49,7 488 383 329 260 209 134 90 5,4 7,1 161 277 Medel 52,3 397 314 270 214 174 114 79 5,5 5,8 212 223 Min 51,5 326 249 208 155 119 66 40 5,2 5,5 159 181 Max 52,9 463 374 329 282 249 192 156 5,7 7,1 298 272 Std.avv. 0,5 39 35 33 33 33 32 29 0,2 0,5 38 25
