Asfaltbeläggningars nötningsresistens. Provplattor 1990 : Lägesrapport 91-12

(1)

VTInotat

Nummer: V162

Datum: 1991-12-18

Titel:

Asfaltbeläggningars nötningsresistens

_{Provplattor 1990}

_{Lägesrapport 91-12}

Författare: Torbjörn Jacobson

Avdelning:

_{Projektnumner: 4238005-5}

Vägavdelningen, Materialsektionen

Projektnamn: Asfaltbeläggningars nötningsresistens

Uppdragsgivare: Vägverket

Distribution: Fri

Pa:58101Linköping.Tel.013-204000.Telex50125VTISGIS.Telefax013-141436

Institutet

Besök:OlausMagnusväg37Linköping

dfv

G

(2)

VTI 1 Torbjörn Jacobson '

BESKRIVNING AV FÖRSÖKET ... ..2

Typ av beläggning... ..2 Stenmatcrial ... ..3 Proportionering ...4

Tillverkning av massa och plattor ... ..5

Utläggning ...5 MÄTNINGAR 1990-91 ...6 Avnötningsmätning ... ..6 Trafikdata...7 RESULTAT ...8 Avnötning ...8 SPS-tal ...10 Kubisering... .. 1 1

(3)

VTI 2

Torbjörn Jacobson °

INLEDNING OCH SYFTE

Sedan några år tillbaka har provplattor tillverkats på VTI för studier av asfaltbeläggningars nötningsegenskaper. Provplattorna som tillverkas på laboratoriet under kontrollerade och realistiska förhållanden placeras sedan ut i befintliga slitlagerbeläggningar, där avnötnin gen från dubbtrañken undersöks. Identiska plattor (dubbletter) kommer också att provas i VTIs provvägsmaskin. Vidare testas utborrade prov från plattorna på laboratoriet enligt

Trögennetoden som innebär att provkroppar (i detta fall borrkärnor) nöts på ovansidan med en tryckluftdriven nålpistol, avsedd att efterlikna dubbslitaget på vägen. Resultaten från provvägsmaskinen och laboratorieprovningarna kommer att korreleras med vägslitaget. Trögerundersökningarna samordnas också med ett eget FOU-projekt i syfte att försöka förbättra och vidareutveckla denna metod.

Föreliggande lägesrapport behandlar provplattoma som tillverkades enligt 1990-års program

(bilaga 1), där syftet var följande:

Att studera effekten av kubisering av det grova stenmaterialet Att studera effekten av stenstorleken i HABS-beläggning Att studera effekten av stenmaterialkvalitet i HABS-beläggning

Att studera effekten av det modifierade bindemedlet Polybilt i HABS-beläggning

I VTI Notat V150 (Jacobson, Wågberg; 1991) redovisas en sammanställning över

avnötningsmätningama och beräknade SPS-tal för vintern 1990/91 för samtliga

asfaltprovplattor som lagts ut i vägen, sammanlagt 114 st.

BESKRIVNING AV FÖRSÖKET

Huvuddelen av asfaltmassoma proportionerades och tillverkades på VTI, men även Skanska,

Farstaverken, deltog med fyra varianter av sammanlagt 10 i 1990-års program. Samtliga

provplattor tillverkades dock av VTI enligt gängse metod.

Typ av beläggning

Följande massatyper ingår i försöket:

Referens:

HABT16 med porfyr (Alvdalen) 4-16 mm, B85

Polybilt:

Stabinor 16 med porfyr (Älvdalen) 8-16 mm, B85+Polybilt (Skanska, Farsta)

(4)

VTI 3

Torbjörn Jacobson '

Maximal stenstorlek: "

HABS2O med porfyr (Alvdalen) 8-20 mm, B85 Kubisering:

Stabinor 16 med porfyr (Adelöv) 4-16 mm, kubiserat, B85 (Skanska, Farsta) Stabinor 16 med porfyr (Adelöv) 4-16 mm, ej kubiserat, B85 (Skanska, Farsta)

HABSl6 med naturgrus (Bålsta) 4-16 mm, kubiserat, B85

HABSlÖ med naturgrus (Bålsta) 4-16 mm, ej kubiserat, B85

Stenkvalitet:

HABSl6 med granit (Skärlunda) 8-16 mm, B85

HABT16 med granit (Skärlunda) 8-16 mm, B85 Stenmaterial

Stenmaterialen som behövdes till provplattoma insamlades våren 1990 från respektive täkt. Porfyren från Älvdalen togs från samma grustäkt som tidigare och ingår således i plattseriema från 1988 och 1989. Skärlunda-graniten kommer från Vles referensupplag och ingår även den i 1988-års plattserier. Materialen till kubisen'ngsförsöken togs från Skanskas

krossningsanläggningar i Bålsta och Adelöv där rotorkrossar används för framställning av asfaltballast, (se bilaga 2).

Finfraktionema, 0-4 mm eller 0-8 mm, utgörs av Skärlundagranit med undantag för Stabinor 8 och 16 med Polybilt, för vilka fmfraktionsdelen innehåller lokalt material från

Stockholmstrakten.

En okulär petrograñsk beskrivning över provmaterialen framgår av bilaga 3. I tabell 1 (1A och 1B) redovisas kvalitetsprovningar av fraktionema 8-11,2 mm och 11,2-16 mm.

Tabell 1A. Laboratorieprovningar på stenmaterial.

Material

Fraktion

LT-index

Flisighet

Sprödhet

mm

LT-3

LT-5

Porfyr

8-11,2

83

97 1,36

37 Älvdalen

11,2-16

95

100 1,29

38 Naturgrus

8-1 1,2

88

99 1,40

40 Bålsta, kub

11,2-16

98

100 1,32

38

Naturgrus 8-11,2 70 96 1,50 54

Bålsta, ei kub

1 1,2-16

77

96 1,40

46 Porfyr

8-11,2

98

100 1,34

35 Adelöv, kub

1 1,2-16

98

100 1,30

40 Porfyr

8-11,2

69

98 1,44

49 Adelöv,ej kub

11,2-16

80

98 1,40

52 Granit

8-1 1,2

90

100 1,34

34 Skärlunda

1 1,2-16

93

100 1,27

44

(5)

VTI 4

Tabell 1B. Laboratorieprovningar på stenmaterial.

Material Fraktion Slipvärde Kulkvarn Kompakt-

Krossyte-mm densitet grad Porfyr 8-11,2 1,29 - 2,61

-Älvdalen

11,2-16

-

5,1

2,61

31/0

Naturgrus 8-1 1,2 1,92 - 2,69 46/0 Bålsta, kub 11,2- 16 - 9,7 2,70 35/0 Naturgrus 8-1 1,2 2,03 - 2,68 -Bålsta, ej kub 11,2- 16 - 12,4 2,68 38/0 Porfyr 8-11,2 1,01 - 2,65 -Adelöv, kub 1 1,2- 16 - 3,8 2,65 -Porfyr 8-11,2 1,19 - 2,65 -Adelöv,ej kub 1 1,2- 16 - 5,5 2,65 -Granit 8-11,2 1,86 - 2,64 -Skärlunda 1 1,2- 16 - 7,1 2,64

-Proportionering

Asfaltmassorna proportionerades genom Marshallförfarandet. Målsättningen var att massorna i princip skulle uppfylla kravet i BYA för HABS 16 resp. HABT16.

Antingen cellulosañber, fabrikat Arbocel, eller mineralñber ingåri HABS-massoma (se nedan).

Korngraderingen framgår av bilaga 4. I tabell 2 redovisas resultatet av proportioneringen. Tabell 2. Resultat av proportioneringen.

Beläggningstyp Bindem. Fiber- Skrymd. Teoretisk Hålrum

-halt

halt

Marshall

kompd.

Marshall

vikt-% vikt-% g/cm3 g/cm3 volym-%

HABl6T Referens 6,1 - 2,408 2,454 1,9

Stabinor 16 AdelÖv-kub. 6,0 - 1) 2,358 2,418 2,5

Stabinor 16 Adelöv-ej kub. 6,0 - 1) 2,349 2,418 2,8 HABS 16 Bålsta-kubiserat 6,1 0,23 2) 2,384 2,430 1,9 HABS 16 Bålsta-ej 6,1 0,23 2) 2,378 2,430 2,1 kubiserat HABS20 Älvdalsporfyr 6,0 0,23 2) 2,343 2,402 2,4

Stabinor 16 Älvdalsporfyr

6,3

- 1)

2,356

2,433

3,2

Stabinor 8 Älvdalsporfyr

6,9

- l)

2,347

2,414

2,8

HABSIÖ Skärlundagranit 6,1 0,23 1) 2,334 2,422 3,6 HABS 16T Skärlundagranit 6,1 - 2,340 2,407 2,7 1) Mineralñber (Skanska) 2) Cellulosaftber

(6)

VTI 5 Torbjörn Jacobsøn '

Tillverkning av massa och plattor

Asfaltrnassoma tillverkades i en laboratorieblandare typ Södra Sandby i satser om ca 9 kg.

Direkt efter blandningen tömdes varje sats i en plåtburk med tättslutande lock för förvaring.

Sammanlagt tillverkades 18 satser per recept (totalt 180 satser). Blandningsförfarandet syftade till att minimera risken för separation och inhomogen blandning vilket lätt blir fallet om alltför stora satser hanteras.

Inför tillverkningen av plattorna värmdes asfaltmassoma i en stor ugn till ca 170°C. Två

plattor av formatet 96*75 cm tillverkades per recept vilket innebar att 16 satser gick åt.

Nominell tjocklek var 40 mm.

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

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

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

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

Efter det att plattorna svalnat till rumstemperatur kyldes de ned till ca 0°C innan plattan delades med hjälp av stensåg till utläggningsformatet 48*75 cm. Plattomas slcrymdensitet undersöktes genom Vägning i luft och i vatten. Kompaktdensiteten beräknades utifrån

blandningsrecepten och de ingående materialens kompaktdensitet. Packningsgraden översteg

97% för flertalet plattor vilket var målsättningen. Två av sammanlagt fyrtio plattor hamnade

på 96% packningsgrad (dessa plattor lades dock ej ut på vägen). Resultaten från kontrollerna

av plattorna redovisas i bilaga 5.

Totalt tillverkades fyra plattor i formatet 48 *75 om av respektive beläggningstyp. Två av plattorna var avsedda för vägen medan de andra två är ämnade för korrelationskömingarna i Tröger-apparaten och i VTIs provvägsmaskin.

Utläggning

Plattorna utplacerades hösten 1990 i två identiska serier på väg E4 vid Häggvik och Salem,

norr respektive söder om Stockholm. Provplattorna lades i det högra körfältets högra hjulspår i kön'iktningen från Stockholm. Tillåten körhastighet är 90 km/tim (högsta tillåtna

(7)

VTI 6

Före utplaceringen av plattorna registrerades personbilamas sidoläga med en mätutrustning som utvecklats på VTI. Sidoläget för personbilarnas högerhjul registreras och presenteras i form av ett medelvärde och standardavvikelse i tabell 3.

Tabell 3. Uppgifter om uppmätt hastighet och höger h'ulspårs sidoläge.

Mätplats Datum Hastighet, mdv Sidoläge, höger

km/tim hjul, mdv, cm

E4, Häggvik 900926 97 114

E4, Salem 900926 98 92

Sidoläget anges i förhållande till centrum på kantlinjen. Plattorna utlades enligt följande:

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

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

angränsande beläggning tätades med en fogmassa. Plattomas ordningsföljd framgår av bilaga 6.

MÃTNINGAR 1990-91

Avnötningsmätning

I samband med plattomas "inplantering" i vägen monterades ñxar för sex mätlinjer per platta iden intilligande beläggningen. Fixarna som gjuts fasti beläggningen, ca 20 mm under beläggningsytan, består av mässingshylsor med en plan botten som utgör referens för

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

Avnötningsmätningarna utfördes med VTIs nyutvecklade laserproñlometer som består av en ca 1 meter lång mätbalk med stödben. För avståndsmätning mellan balken och

beläggningsytan används ett laserinstrument som förenklat består av en laserkälla och detektor hopbyggda i en enhet. Laserenheten drivs med en motor över mätbalken och registrerar avståndet mellan laserenheten och beläggningsytan med en frekvens av ca400 punkter per meter. Vid mätningen placeras mätbalkens två stödben i ñxama som gjutits fast i beläggningen. Ett tredje stödben placeras på beläggningsytan och används också för att orientera mätbalken i vertikalled (se foto, bilaga 7).

(8)

VTI 7 Torbjörn Jacobson '

Trafikdata

Uppgifter om trañkmängder har hämtats från från en av VTI speciellt utförd mätning i november 1991, medan uppgifterna om dubbdäcksfrekvensen kommer från Stockholms gatukontor och mätningar gjorda av VTI.

I tabell 4 redovisas antalet personbilar som trañkerat provplattoma och trafikdata-underlaget för beräkning av SPS-talet i följande avsnitt.

Tabell 4. Trañkdata, E4 Hä gvik och Salem.

Plats: Häggvik Salem

Väg: E4 E4

Mätstart (ÅÅ-MM-DD):

90-11-05

90-11-07

Mätslut (ÅÅ-MM-DD):

91-04-16

91-04-15

Hastighet (km/h): 94,1 98,5 Personbilar i körriktning: 27944 19188 Procent i körfält: 55,9 60,0 Fordon i körfält: 15610 1 1504 Fordon på plattor: 8117 5752 Dubbfrekvens (%): 39 39 Antal mätdygn: 162 159

Sza dubbade fordon på 512832 356681

(9)

VTI 8

RESULTAT

Avnötning

I tabell 4 redovisas den uppmätta avnötningen under vintern 1990/91. Medelvärdet är

beräknat över hela plattans bredd i sex mätlinjer. Ingen hänsyn har här tagits till trañkmängd, dubbanvändning eller mätperiodens längd.

Tabell 4. Resultat av avnötningsmätningarna vintern 1990-91 vid Salem och Häggvik.

Beläggningstyp Bitumentyp Stenfraktion Häggvik Salem

mm mm mm

HAB16T Referens B85 4-16 2,90 3,01

Stabinor 16 Adelöv-kubiserat B85 4- 16 2,19 2,18

Stabinor 16 Adelöv-ej kubiserat B85 4-16 3,33 3,19

HABS 16 Bålsta-kubiserat B85 4- 16 3,69 2,79

HABS 16 Bålsta-ej kubiserat B85 4- 16 4,52 3,69

HABSZO Älvdalsporfyr

B85

8-20

1,62

1,71

Stabinor 16 Älvdalsporfyr

B85+Polybilt

8-16

1,91

2,19

Stabinor 8 Älvdalsporfyr

B85+Polybilt

4-8

2,25

1,64

HABS 16 Skärlunda-granit B85 8-16 3,93 3,1 1

HAB16T Skärlunda- granit B85 8- 16 4,94 4,1 1

60Viacotop16 Heating B85 8-16 1,78

----Älvdalsporfyr (bef. beläggning)

Stabinor 16 Remixing B85 8-16 ---- 2,66

Adelövsporfyr (bef. beläggning)

Av resultaten från den första vinterns avnötningsmätningar kan följande intressanta iakttagelser göras:

Kubiseringen av både Adelövs-porfyren och Bålsta-gruset har haft en klar effekt på avnötningen. Det är möjligt att skillnaden kan bli något mindre efter den första vintern.

En specialstudie av kubiseringen görs längre fram i rapporten.

HABS2O uppvisar den minsta avnötningen av alla plattor, se ñgur l. Avnötningen på

HABS8-plattoma är också mycket låg men varierar något mellan de både serierna. Ytterligare en vinters mätningar bör genomföras innan en säker slutsats kan dras.

Det föreligger en klar skillnad i avnötning mellan HABT16 och HABS 16 även då ett "lokalt" stenmaterial som Skärlunda- granit används, se figur 2.

(10)

VTI Torbjörn Jacobson 2.5 3 3 n : -: . -. o : < >

Figur 1. Inverkan av maximal stenstorlek (porfyr, Älvdalen).

HABT1 6 3 3 0 : -3 n 0 = <

(11)

VT] . 10 Torbjörn Jacobson '

SPS-tal

Med utgångspunkt från tidigare redovisade trañkdata har också beläggningarnas SPS-tal beräknats. Eftersom försökens uppläggning i första hand bygger på en jämförelse inom varje serie med plattor samt i förhållande till en referensplatta (HAB16T) har framför allt

registreringen av dubbanvändningen över vinterperioderna varit summarisk. Det medför att trañkdata-underlaget för beräkning av SPS-talet är osäkert. Eftersom SPS-talet ofta

efterfrågas har en beräkning ändå gjorts utifrån det material som finns. De erhållna SPS-talet bör således tolkas och användas med viss försiktighet. I tabell 5 redovisas SPS-talen för provplattoma vid Häggvik och Salem.

Tabell 5. Beräknat SPS-tal, vintern 1990/91, Häggvik och Salem.

Beläggningstyp Bitumentyp Stenfraktion Häggvik Salem

HAB16T Referens B85 4- 16 mm 12 18

Stabinor 16 Adelöv-kubiserat B85 4-16 mm 9 13

Stabinor 16 Adelöv-ej kub. B85 4-16 mm 14 19

HABS 16 Bålsta-kubiserat B85 4-16 mm 15 17

HABS 16 Bålsta-ej kubiserat B85 4-16 mm 19 22

HABSZO Älvdalsporfyr

B85

8-20 mm

7

10 Stabinor 16 Älvdalsporfyr

B85+Polybilt

8-16 mm

8

13 Stabinor 8 Älvdalsporfyr

B85+Polybilt

4-8 mm

9

10

HABSl6 Skärlunda-granit B85 8-16 mm 16 18 HAB16T Skärlunda-granit B85 8-16 mm 20 24 60Viacotop16 Heating B85 8-16 mm 7

----Älvdalsporfyr (bef.

beläggning) Stabinor 16 Remixing B85 8-16 mm ---- 16 Adelövsporfyr (bef. beläggning)

SPS-värdet är Överlag något högre för plattorna i Salem än för Häggvik. En mindre del av

skillnaden beror troligtvis på att hastigheten är högre vid Salem än vid Häggvik (ca 4,4 km/tim i medeltal över hela dygnet). Det har tidigare konstaterats att avnötningen ökar med

hastigheten (VTI Notat nr 107). Uppgifterna om antalet dubbade fordon som passerar

plattorna är som tidigare nämnts ungerfärliga beroende på att exakta data skulle kräva mer omfattande mätinsatser av trafiken än vad som gjorts i denna undersökning. Det är sålunda möjligt att nivån på SPS-talen av den anledningen kan bli något osäker. Försöken får i första hand ses som en relativ (jämförande) undersökning. Olikheter i vägens topografi, vissa lokala klimatvariationer, trafikens spårbundenhet etc kan också inverka på avnötningens storlek.

Av bilaga 8 framgår plattomas placeringen i hjulspåret i förhållande till den uppmätta avnötningsproñlen för hela körbanan. Plattorna ligger ungefär mitt i höger hjulspår.

(12)

VTI _1I

Kubisering

För att förbättra stenmaterialkvaliten hos den grövre asfaltballasten har under senare år s.k.

kubiseringslcrossar (centüfugalkrossar, rotorkrossar) mer och mer kommit till användning.

Krossningsförfarandet innebär att stenpartiklarna i högre grad än vid konventionella krossar

krossas mot varandra genom att stenmaterialet slungas mot krossens stenklädda väggar vilket

medför både en avrundning av komen och en viss selektering genom att det svagare

stenmaterialet slås sönder.

Tidigare försök har visat att stenmaterialparametrar som komform, sprödhet och slitstyrka (slipvärde och kulkvam) markant förbättrats genom denna typ av krossning.

Mot denna bakgrund togs som tidigare nämnts två kubiserade material med i undersökningen, porfyr från Adelöv i Småland och naturgrus från Bålsta i Uppland (se även bilaga 2).

I ñgurerna 3-7 redovisas resultatet av kubiseringen på laboratorieprovningama.

1.6 1,5 -' F I I 1.4 -3 I 9 _{H E] kubiserat} h 1,3 -e _Kublserat t s t a I 1.1

-Naturgrus Portyr Naturgrus Porfyr

(13)

VTI Torbjörn Jacobson [11,246 ma Luz-1a mm [ta-Hmm Ia-11,2 mm] 100 90 80 70 E E] kublserat -u- ₅₀ Kublserat w 40 30 20 Naturgrus

LT-index (LT-3), före och efter kubisering.

60

11246 mm

E E] kubiserat Kubiserat

Naturgrus _Naturgrus

Sprödhetstal, före och efter kubisering.

(14)

VTI Torbjörn Jacobson O n wh < u_ . _ m

Figur 6. Slipvärde, före och efter kubisering.

5 Ej kubiserat Kubiserat 14 O Q H D < M D H D < X -C x Figur 7. Naturgrus

Kulkvam, före och efter kubisering.

E EJ kubiserat

Kubiserat

POFM

(15)

VTI 14

Följ ande kommentarer kan göras:

* Komformen pâverkas markant genom kubiseringen. Både flisighetstalet och LT-index (stängligheten) förbättras.

* Stenmaterialens sprödhet förbättras också markant genom kubiseringen.

* Slipvärdet och kulkvarnsvärdet förbättras för båda stenmaterialen.

Sammanfattningsvis påverkas samtliga undersökta stenmaterialparametrar positivt genom kubiseringen vilket bör leda till lägre avnötning på vägen.

I figurerna 8 och 9 redovisas avnötningen på vägen vintern 1990/91, samt beräknade SPS-tal.

mm B E] kubiserat Kublserat 0 3 -3 0 0 3 < >

HABS16, Bålsta Stabinon 6. Adelöv HABS16. Bålsta Stabinone. Adelöv

(16)

VTI 15 Torbjörn Jacobson ' 25 5 Ej kubiserat Kubiserat -m n ' m n m

HABStG, Bålsta Stablnort 6, Adelöv HABS16, Bålsta Stabinon6, Adelöv

Figur 9. Beräknat SPS-tal, vintern 1990/91, på plattor vid Häggvik och Salem.

Som det framgår av figur 8 erhåller plattorna med kubiserat stenmaterial betydligt lägre avnötning än motsvarande plattor med icke kubiserat material, ca 33% resp. 22% lägre. Det är dock möjligt att skillnaden blir något mindre efter första vintern.

Av tabell 6 framgår hur mycket respektive provningsparameter reduceras (förbättras) genom kubiseringen av stenmaterialet.

Tabell 6. Effekt av kubiseringen.

Parameter Material Reduktion i %

Slipvärde Bålsta 5 Adelöv 15 Kulkvarn Bålsta 22 Adelöv 31 Sprödhetstal Bålsta 22 Adelöv 25

Avnötning på vägen Bålsta 21

(17)

(18)

Bilaga 1

Sid 1 (4)

VTI, Vägavdelningen 20 april Torbjörn Jacobson

Projekt: Asfaltbeläggningars nötningsresistens Projnr: 4238005-5

Förslag till nya provplattor för 1990 Inverkan av kubisering

Bakgrund

Ett sätt att förbättra det grövre stenmaterialets kvalitet och på så sätt

bl a uppfylla BYA:s krav är att utveckla och förbättra krossningsproceduren.

På senare år har kubisering med centrifugalkrossar mer och mer börjat

an-vändas för beläggningssten. Där slungas stenen mot krossens sidor, vilket medför både en avrundning av kornen och en viss selektering genom att främst

det svagare stemmaterialet slås sönder.

1986 testade Vägförvaltningen i K-län en Barmac BMlOO Rotopactor

(BDa-rap-port 88-02-04). Syftet var bl a att förbättra ytbehandlingssten så att den blev godkänd enligt BYA:s anvisningar. Det konstaterades att flisigheten, stängligheten och sprödhetstalet hos graniten markant förbättrades efter

ku-biseringen.

Peet Höbeda presenterar en liknande undersökning i VTI Notat 68 där förutom flisigheten även stenens slitstyrka påtagligt förbättrats genom kubisering.

Vid slipvärdesprovningen nöts enplan yta av stenen, vilket innebär att

kornformen har ringa inverkan på resultatet. Skillnaden beror sannolikt på att en selektiv nedkrossning skett. Av de 3 stenmaterialen som ingick i

un-dersökningen påverkades diabas mindre än granit och naturgrus.

Lars Johansson gjorde också en undersökning 1987 av Skanskas Barmakross i

Bålsta. Det lokala gruset förbättrades med avseende på kornform, sprödhet och slitstyrka (både slipvärde och kvarnvärde).

(19)

Bilaga 1 Sid 2 (4)

sprödhet och slitstyrka ofta kan förbättras genom kubisering av stenmater-ialet. I varje fall påverkas resultaten från laboratorieprovningarna högst avsevärt. Några riktigt starka material typ kvartsit eller porfyr har dock inte ingått i undersökningarna.

Många idag enligt BYA undersökta material kan på det här sättet troligen fås godkända, vilket bör innebära både stora kostnads- och resursbesparingar då

de högkvalitativa materialen oftast finns långt från de stora tätorterna och

kräver långa transporter.

Kornformen påverkar resultaten vid flertalet provningsmetoder inom

sten-sidan. Detta gäller speciellt sprödhetstalet och i viss mån även

kulkvarn-svärdet. Det är dock inte helt säkert att de vinster kubiseringen ger på

la-boratoriet automatiskt kan överföras på en asfaltbetong. Det är därför av

stor vikt att man bl a genom kubiseringen, då främst på dubbdäcksslitaget.

Dessutom bör man undvika det stenmjök (0-4 mm) som fås vid kubiseringen. Risken är stor att det sämre materialet anrikats där, t ex glimmer och

vitt-rade beståndsdelas, vilket kan försämra massans (brukets) egenskaper. En för extrem.kubisering kan också eventuellt medföra försämrad stabilitet. Man har

i utländsk litteratur påstått att massans stabilitet försämras genom

avrund-ning av grovt stenmaterial (eventuellt kan det motverkas genom

proportio-nering?). De faktorerna bör undersökas på laboratoriet genom tester av de mekaniska egenskaperna och studier av vatten- och frostbeständigheten. Dessa undersökningar ingår dock ej i detta projekt.

Aktuella objekt:

Kubisering med cetrifugalkross pågår idag, vad jag vet, på 4 platser,

näm-ligen Skanska, Adelöv, Skanska, Bålsta, NKA, Dyltabruk och VV, Arlanda. En kort sammanställning av de stenmaterial som kubiseras, fraktion 8-11,2, ges nedan:

(20)

Bilaga 1 Sid 3 (4)

Täkt Bergart Flis. Spröd. Slipv. Kvarn. Anm.

Adelöv Porfyr 1,22-1,24 29-30 0,96-1,06 - Kub. Bålsta Grus 1,16 23 1,76 7,9 Kub. Dylta Gnejs 1,33 43 1,80 - Ej kub.

Arlanda Grus 1,40 46 1,75 - Ej kub.

Arlanda

Hälle-flinta 1,51 - 1,00 6 Ej kub.

Anledningen att man kubiserar mycket hårda material (typ porfyr eller häl-leflinta) är troligen att de blir flisiga och stängliga efter konventionell krossning och på det här sättet får en rimlig kornform. När det rör sig om

svagare material (typ grus, gnejs och likn.) där kornformen inte är något problem.är syftet med centrifugalkrossningen att slå sönder de svagare kornen. Man kan sålunda ha olika syften med den här typen av krossning. nya plattor 1990, kubisering

Stenmaterial: Adelöv Massatyp: HABS 16

Antal: 4 plattor kubiserat 4 plattor inte kubiserat

Vi bör kolla upp möjligheterna om Skanska kan proportionera och blanda någon

av massorna.

Komplettering till 1989 års plattor

Programmet 1989 inriktades på att testa de slitstarkaste beläggningarna som finns på marknaden och i BYA. 14 olika massatyper lades ut på 2 platser utan-för Stockholm. Ytterligare några varianter med samma inriktning vore önskvärt

att testa, nämligen:

HABS 16, polybilt, porfyr 8-16, 4 plattor HABS 8, polybilt, porfyr 4-8, 4 plattor

(21)

Bilaga 1

Sid 4 (4)

HABS 20, porfyr 8-20, 4 plattor Tillverkas av VTI.

Referens HABT 16, porfyr (samma som 1988), 2 plattor

HABS-beläggning med sämre stenmaterialkvalitet

För vägar med måttlig trafikmängd kan det vara ekonomiskt lönsamt att använda en HABS-beläggning med ett lokalt stenmaterial istället för en HABT-belägg-ning med kanske ett importerat högkvalitativt material. Vilken beläggHABT-belägg-ningstyp

(HABT eller HABS) som är mest ekonomisk ur slitagesynpunkt då man använder

ett något sämre stenmaterial bör också studeras i plattprojektet (ingår del-vis i Örebroprovvägen, dock med kvartsit). Till att börja med kan vi jämföra

en HABS 16, skärlundagranit med en HABT 16, skärlundagranit. Granitenhar slipvärdet ca 1,82 och sprödheten ca 34 (flisighet 1,34). Graniten bör vara

representativ för ett bättre lokalt material. Det skulle innebära följande

antal plattor:

HABS 16, Skärlunda, 4 plattor

HABS 16, Skärlunda, 4 plattor (samma recept som vid 1988)

Massorna blandas på VTI.

Sammanställning av nys plattor 1990

HABS 16, Adelöv 4-16, kubiserat, 4 plattor HABS 16, Adelöv 4-16, icke kubiserat, 4 plattor HABS 16, Bålsta 4-16, kubiserat, 4 plattor HABS 16, Bålsta 4-16, icke kubiserat, 4 plattor HABS 16, polybilt, porfyr 8-16, 4 plattor

HABS 8, polybilt, porfyr 4-8, 4 plattor

HABS 20, porfyr 8-20, 4 plattor

Referens HABT 16, porfyr (samma som 1988), 2 plattor

HABS 16, Skärlunda, 4 plattor

HABT 16, Skärlunda, 4 plattor (samma som 1988) Sammanlagt 38 st plattor (50 x 75 cm)

(22)

Bilaga 2

Beskrivning av krossningsanläggningarna i Bålsta och

Adelöv.

Skanska, Bålsta

I Bålsta har man sedan 1986 använt rotorkrossar vid

tillverkning av asfaltballast. 1989 ersattes den tidigare rotorkrossen (Kemco) med en sk duopaktor (Barmac). Den ingår som ett normalt steg (slutsteg) i krossnings-processen.

Duopaktorn anses effektivare än tidigare rotorkrossar och har fler valmöjligheter. Krossningseffekten påverkas av rotorhastigheten och av matnings- resp. kaskadflödets

storlek. Normalt så matas krossen med sorteringarna 4-16 mm eller 4-25 mm.

Skanska, Adelöv

I Adelöv används sedan 1989 en rotationskross typ Barmac som slutsteg i krossuppställningen. Vid försöket matades rotationskrossen med material 0-16 mm.

Provtagningarna utfördes vid normal drift och under en

relativ kort tidsperiod för att undvika variationer i stenmaterialet. Prov togs innan och efter

kubiserings-krossen. Provet med icke kubiserat material innebär att

slutsteget i krossningskedjan tagits bort och utgör därför inte en normal ballastprodukt vid krossnings-anläggningarna.

(23)

(24)

Bilaga 3

sidl

Okulär petrografisk beskrivning:

Porfyr, Älvdalen (1990):

Materialet utgörs av naturgrus med följande sammansättning:

Fraktion

Porfyr

Övriga 1)

% %

8-ll,2 mm 72 28 11,2-16 mm 80 20

1) sandsten, kvartsit, granit mm

Naturgrus, Bålsta:

Följande bergartsgrupper kan urskiljas: 1. Porfyr, finkornig granit

2. Medel- till grovkorning granit, granitgnejs av varierande mineralogisk sammansättning

3. Grönsten

4. Glimmerrik gnejs av varierande kornstorlek 5. Glimmerskiffer

Gränser mellan bergartsgrupperna är oskarpa varför värdena i nedanstående tabell skall betraktas som ungefärliga. Bedömningen av provet efter i duopaktorn försvåras

ytterligare pga leriga ytbeläggningar, svåra att tvätta bort.

Före Barmac Efter Barmac

vikt-% vikt-%

Grupp å

₃

§3

₁₇

åå

₁₄

4 12 10

(25)

-Bilaga 3

sid2 Porfyr, Adelöv:

Porfyr från Adelöv utgörs av bergkrossmaterial.

Granit, Skärlunda:

Granit från Skärlunda består av krossat berg och kan

(26)

Bilaga 4

Kornkurva enligt recept:

Beläggnings- Passerande mängd i vikt-%, sikt

typ 20mm 16mm 11,2mm 8mm 4mm 2mm 0,074mm HAB16T (ref.) 100 99 80 64 50 34 9 Stabinorlö Adelöv-kubiserat 100 98 64 40 25 20 10 Stabinorlö Adelöv-ej kubiserat 100 100 65 40 27 21 10

HABSlö

Bålsta-kubiserat 100 98 48 33 25 21 11

HABSlö

Bålsta-ej kubiserat 100 98 50 34 26 22 11

HABS20 Älvdalsporfyr 100

70

47

33

29

22

10

Stabinor 16 Polybilt

Älvdalsporfyr

100

96

64

40

25

21

9

Stavinor 8 Polybilt

Älvdalsporfyr

100

94

30

24

10

HABSlG Skärlunda 100 98 46 33 28 21 10 HAB16T Skärlunda 100 98 80 64 50 34 10

(27)

Hålrum och packningsgrad, BHagaES provplattor 1990. Porfyr Älvdalen ?orfyr

Älvdalen

(reserv) Granit Skärlunda Granit Skärlunga Porfyr Älvdalen Grus Bålsta Kubiserat Grus Bålsta Ej kub. Porfyr Adelöv Kubiserat Porfyr Adelöv Ej kub. Borfyr

Älvdalen

gorfyr Alvdalen HAB16T 73 74 75 76 HAB16T 77 78 79 80 HABSl6 81 82 83 84 HABSZO 85 86 87 88 HABSlG 89 90 91 92 HABSlG 93 94 95 96 StabinorlG 97 98 99 100 Stabinorlö 101 102 103 104

Polybilt 105

Stabinorlö 106 107 108

Polybilt 109

Stabinor8 110 111 112

Komp.

Skrym. Skrym. Hålrum

dens. Marshall Platta Platta 2.454 2.408 2.351 4.2 2.454 2.408 2.338 4.7 2.454 2.408 2.34 4 6 2.454 2.408 2.332 5.0 2.454 2.408 2.353 4.1 2.454 2.408 2.347 4.4 2.454 2.408 2.348 4.3 2.454 2.408 2.349 4.3 2.407 2.34 2.372 1.5 2.407 2.34 2.357 2.1 2.407 2.34 2.367 1 7 2.407 2.34 2.356 2.1 2.422 2.334 2.311 4.6 2.422 2.334 2.296 5.2 2.422 2.334 2.294 5.3 2.422 2.334 2.313 4.5 2.402 2.343 2.336 2.7 2.402 2.343 2.329 3.0 2.402 2.343 2.325 3 2 2.402 2.343 2.321 3.4 2.43 2.384 2.325 4.3 2.43 2.384 2.319 4.6 2.43 2.384 2.367 2 6 2.43 2.384 2.348 3.4 2.43 2.378 2.362 2.8 2.43 2.378 2.31 4.9 2.43 2.378 2.3 5.3 2.43 2.378 2.333 4 0 2.418 2.358 2.343 3.1 2.418 2.358 2.316 4.2 2.418 2.358 2.336 3.4 2.418 2.358 2.324 3 9 2.418 2.349 2.274 6.0 2.418 2.349 2.297 5.0 2.418 2.349 2.283 5 6 2.418 2.349 2.266 6.3 2.433 2.356 2.276 6.5 2.433 2.356 2.303 5.3 2.433 2.356 2.272 6 6 2.433 2.356 2.295 5.7 2.414 2.347 2.313 4.2 2.414 2.347 2.332 3.4 2.414 2.347 2.318 4.0 2.414 2.347 2.31 4.3

(28)

Bilaga 6 sid 1 PROVPLATTOR UTLAGDA 1 9 9 O .

Objekt: E4, Häggvik - Rotebro.

Läge: Ca 1600 m norr trafikplats Häggvik. Höger körfält.

Befintlig beläggn. Arlanda

60Viacot9p16 Heating Porfyr, Alvdalen HABT 16 Granit, Skärlunda HABS 16 Granit, Skärlunda HABS 8, Polybilt Porfyr, 4 - 8 mm HABS 16, Polybilt Porfyr, 8 - 16 mm HABS 20 Porfyr, 8 - 20 mm HABS 16 Bålsta, 4 - 16 mm Icke kubiserat HABS 16 Bålsta, 4 - 16 mm Kubiserat Stabinor 16 Adelöv, 4 - 16 mm Icke kubiserat Stabinor 16 Adelöv, 4 - 16 mm Kubiserat HABS 16, referens Porfyr, 4 - 16 mm

(29)

Bilaga 6 sid 2 PROVPLATTOR UTLAGDA 1990.

Objekt: E4, Salem - Södertälje.

Läge: Ca 1500 m söder trafikplats Salem. Höger körfält.

Befintlig beläggn. Södertälje

Stabinorlö Remixing Porfyr, Adelöv HABT 16 Granit, Skärlunda HABS 16 Granit, Skärlunda HABS 8, Polybilt Porfyr, 4 - 8 mm HABS 16, Polybilt Porfyr, 8 - 16 mm HABS 20 Porfyr, 8 - 20 mm HABS 16 Bålsta, 4 - 16 mm Icke kubiserat HABS 16 Bålsta, 4 - 16 mm Kubiserat Stabinor 16 Adelöv, 4 - 16 mm Icke kubiserat Stabinor 16 Adelöv, 4 - 16 mm Kubiserat HABS 16, referens Porfyr, 4 - 16 mm

(30)

Bi1aga 7 S1itagemätning med VTIs 1aserprofi1ometer

(31)

(32)