Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs -75 : Lägesrapport 1976-11

Nr 21 1976

21

Prov med verkblandad cementstabilisering

på väg E79, Vännäs -75

Lägesrapport 1976-11

av Krister Ydrevik

Nr 21 1976

21

Prov med verkblandad cementstabilisering

på väg E79, Vännäs -75

Lägesrapport 1976-11

av Krister Ydrevik

Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs-75. Lägesrapport 1976-11.____________________ I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G Sid 1. BESKRIVNING AV P R O W Ä G E N 1 2. TIDIGARE RAPPORTER 1 3. UTFÖRDA MÄTNINGAR 1 4. MÄTRESULTAT 2 5. PLANERADE MÄTNINGAR 2 '6. KOMMENTARER 2

1. BESKRIVNING AV P R O W Ä G E N

Provvägen, av VTI benämnd "Vännäs-75", är belägen på väg E79 vid Granölund, och ingår i en 1975 utförd ombyggnad av delen Granölund-Lillsele, som utfördes med 15 cm cementstabilisering enligt verkblandningsmetoden.

2. TIDIGARE RAPPORTER

VTI Internrapport Nr 233 "Prov med verkblandad cement­ stabilisering på väg E79, Vännäs-75" (under utarbetande).

3. UTFÖRDA MÄTNINGAR

Tidpunkt för och typ av mätning som redovisas i denna rapport framgår av nedanstående.

Bärighetsmätning, med V T I :s 5-tons fallviktsapparat utförd före stabilisering den 7 juni 1975, efter stabilisering den 8 juli 1975 samt 18 augusti 1976.

B. Jämnhetsmätning i längd och tvärled, med VTI:s CHLOE resp BIFROST-mätare utförd oktober 1975 och augusti 1976.

C. Registrering av tjäldjup_och_upptining utförd under perioden november 1975 till juni 1976.

D. Utborrning och provtryckning av borrkärnor för bestäm- ning_ay_det_stabiliserade_lagrets_tryckhållfasthet utförd våren 1976.

E. Sprickinspektion för £egistrering_av_sprickfrekvens utförd oktober 1975, maj 1976 samt augusti 1976.

4. MÄTRESULTAT

Resultat av ovan beskrivna mätningar redovisas i tabell 1 och 2 samt bilaga 2 t o m 7.

5. PLANERADE MÄTNINGAR

Av VTI planeras för 1977 och fram till 1980, fortsättning av redan påbörjade mätserier för registrering av bärig­ het, ytjämnhet, tjäldjup och upptining samt sprickfrekvens.

6. KOMMENTARER

A. Bärighetsmätningar

Bärighetsmätningar med fallviktsapparat visar att vägens dynamiska E-modul, efter utläggning av ett 15 cm tjockt cementstabiliserat lager, blivit i medeltal (bilaga 2) tre ggr högre än före stabilisering.

Studeras medeltalen för varje enskild sträcka kan ur tabell, bilaga 2 utläsas, att E-modulen på vägen före stabilisering, var ca 30% högre på sträcka 4 än på de övriga provsträckorna.

Ur mätningarna gjorda efter stabilisering kan skillnader i bärighet mellan provsträckor utförda med olika cement- halt utläsas. Provsträcka 2 och 4, utförda med 10 vikt-% cement har ca 65% högre E-modul än sträcka 1 och 3 ut­ förda med 5 vikt-% cement. Den betydligt högre E-modulen på sträcka 4 jämfört med E-modulen på sträcka 2 (båda med 10 vikt-% cement) kan med största sannolikhet tillskrivas den på sträcka 4 högre E-modulen i undergrunden.

Om man ser till hela provvägen har den genomsnittliga E-modulen, från juli 1975 till augusti 1976, sjunkit med ca 10%. I stapeldiagrammet bilaga 3 redovisas E-modulerna för varje enskild mätpunkt.

B. Jämnhetsmätningar

Jämnhetsmätningar i längdled utförda med Väginstitutets CHLOE-mätare, där resultatet redovisas som ett PSI resp Trac-värde har givit följande resultat:

Tabell 1.

Prov­ Mätning utförd

sträcka

75-10-06 76-08-■18

PSI Trac PSI Trac

1 3,21 2, 50 3, 24 2,52 0 3,44 2,69 3,41 2,66 2 3,14 2,44 3,19 2,48 3 3,85 3,02 3,80 2,98 4 3,67 2,87 3,64 2,83 Mdv: 3,46 2,71 3,45 2,70

Som framgår av medelvärdet för hela provvägen har ej någon egentlig förändring av PSI resp Trac-värdet skett mellan mättillfällena.

På varje provsträcka har 6 st tvärprofillinjer inlagts för registrering av förändringar i vägens tvärprofil, främst sättningar, som kan tänkas ha uppkommit genom in­ verkan av tung trafik, dvs hjulspår. Mätningarna utföres med VTI:s BIFROST-mätare. Två sådana mätningar har hit­

tills utförts. Några egentliga hjulspår har ännu ej upp­ kommit, varför i detta skede endast den s k standardav­ vikelsen (uttryckt i mm) från en tänkt rät linje mellan tvärprofillinjens ändpunkter redovisas. Standardavvikel­ sen blir ett mått på vägens allmänna "vågighet" i tvärled.

Tabell 2.

Prov­ Standardavvikelse (mm)

sträcka

Körfält mot Umeå Körfält rnot Lycksele

75-10-04 76-08-16 75-10-04 76-08-16 1 1,8 1,8 1,0 1,1 0 1,6 2,1 1,3 1,3 2 1,1 1,3 1,6 1,6 3 1,0 1,5 1,4 1,5 4 1,0 1,4 1,6 1,3

Som framgår av tabell 2 är standardavvikelsen mycket liten på alla fem sträckor, och förändringen mellan de två mättillfällena är obetydlig.

Sammanfattningsvis kan sägas att jämnheten på provvägen i både längd- och tvärled är mycket god. Någon försäm­ ring av ytjämnheten har ej skett under den första mät­ perioden (10 mån) .

C. Tjäle

För registrering av tjäldjup och upptining har 6 st tjäl- gränsmätare monterats på provvägen. Dessa tjälgränsmätare har avlästs en gång per vecka under perioden november 1975 t o m juni 1976. Resultatet av dessa registreringar redo­ visas i bilaga 4. Följande kan utläsas:

1. maximalt tjäldjup för perioden = 215 cm 2. upptiningen börjar andra veckan i april 3. marken helt tjälfri tredje veckan i juni.

D. Materialhållfasthet

För bestämning av det cementstabiliserade lagrets håll­ fasthet har ett antal borrkärnor tagits upp (av VFY) och provtryckts. Borrplan redovisas i bilaga 5 och resulta­ tet av provtryckningarna i bilaga 6A och B. Den högsta genomsnittliga tryckhållfastheten, 31,0 MPa, har er­ hållits på provkroppar från sträcka 4, och den lägsta 10,3 MPa på provkroppar från sträcka 3. Värt att notera är, att hälften av provkropparna från sträcka 3, dvs 3 st, ej har tillräcklig hållfasthet för att hålla ihop vid borrningen, utan krossas sönder.

E. Vattenmättnadsgrad - sprickbildning

Syftet med provvägen är, som tidigare beskrivits, främst att undersöka hur vattenmättnadsgrad och cementhalt på­ verkar uppkomsten av sådana tvärsprickor i det stabili­ serade lagret som går igenom slitlagret.

För att söka få svar på den frågan har alltså provvägen uppbyggts med provsträckor med dels hög resp låg cement­ halt hos det cementstabiliserade lagret samt hög resp låg vattenmättnadsgrad (se bilaga 1). Tvärsprickornas längd och antal på resp provsträcka bestämmes och den s k sprickfrekvensen beräknas. Hittills har tre sådana sprickinspektioner utförts. Resultatet av dess redovisas i bilaga 7. Man kan konstatera att sprickfrekvensen efter en vinter är relativt hög jämfört med andra provvägar som utförts i samma syfte. (Jfr VTI Internrapport Nr 216

"Provsträckor med cementstabilisering på väg 862, Hammar- Lo, 1973" samt VTI Internrapport Nu 159 "Prov med cement­ stabilisering vid Västerås 1970"). Detta förhållande kan möjligen delvis förklaras med den vid Vännäs rådande stora temperaturskillnaden mellan sommar och vinter samt att provvägen utförts enligt verkblandningsmetoden, vilket

torde ’medföra en sämre förankring av det cementstabili­ serade lagret i underlaget än vad som erhålles vid plats­ blandning. Vid jämförelse av sprickfrekvenserna för

enskilda provsträckor kan man konstatera att prov­ sträckorna utförda med låg cementhalt (5%) givit högre antal tvärsprickor än de som utförts med hög (10%) cement­ halt. Detta stämmer överens med tidigare erfarenheter. Hög draghållfasthet hos det stabiliserade lagret medför att sprickorna uppkommer på stora inbördes avstånd. Skillnader i sprickfrekvens mellan provsträckor utförda med låg resp hög vattenmättnadsgrad kan hittills endast utläsas på sträckorna med låg cementhalt. Sträcka 1

(låg vattenmättnadsgrad) uppvisar, i överensstämmelse med tidigare teorier, betydligt lägre tvärsprickfrekvens än sträcka 3. För provsträckorna utförda med hög cement­ halt är skillnaden i sprickfrekvens mycket liten. Tvär­ sprickf rekvensen på sträckan med låg vattenmättnadsgrad

(str 2) är till och med något högre än på motsvarande provsträcka med hög vattenmättnadsgrad (str 4).

\ | T I . M e d d e l a n d e Nr 2 1 b 150 + U 6 ₄ . 154 5.0 VIKT-*/. CEMENT 6.0 VIK T-% VATTEN LÅG VATTEN MÄTT- NADSGRAD + 100V IK T -% CEMENT 5.0 VIKT-% VATTEN LÅG VATTENMÄTT- NADSGRAD 150 + 150 H m 10.0 VIKT-% CEMENT 6.3 V IK T -% VATTEN HÖG VATTENMÄTT- NADSGRAD

i>5VIKT-% CEMENT 5.0 VIKT-% VATTEN UQSimL V 9 T T m ~ M&TTlSBDSG Z B D 5.0 VIKT-% CEMENT 7.6 VIKT-% VATTEN HÖG VATTENMÄTT- NADSGRAD w “U < -o r~ 7) 7) > 0 0 0 Z O > < (/) -1 73 m UD 1CD O _> O O_X O_m P O r~ Z 73 m z > :Z CZ 0) -H 0 1 *n 73 O: > un 73 z 0 0 > t r C z z 0 m 1 0 r-F < cn m m 73 r* X m co 1 o o £ o bo O t»

STATENS VÄ G - OCH TRAFIKINSTITUT 1976-10-18 Bilaga 2. Vägavdelningen

Krister Ydrevik/GL

P R O W Ä G VÄNNÄS-7 5

Medelvärden för E-modulen på respektive provsträcka (medelvärde av 4 st provpunkter/sträcka). Prov­ sträcka Edyn (I Bef. grusväg 75-06-07 MPa CG 75-07-+ AB -08 76-08-•18 1 195 ± 26 735 ± 154 567 ± 97 0 200 ± 20 547 ± 111 578 ± 147 2 192 ± 30 784 ± 58 768 ± 79 3 193 ± 29 798 ± 93 662 ± 59 4 261 ± 29 973 ± 179 900 ± 161 Mdv för hela prov­ vägen 208 ± 36 767 ± 179 695 ± 164

M e d d e l a n d e Nr 2 1

T J R L O J U P o c h U P P f i N I W(5 V l k / T E f Z h J ____ ~ *5/ ? é pA P g O W R C , ' V R N N $ S , - ? S 11 / D lR ^ R R -M H B r £ED C M E D E L -v t i k D E T F O £ S E X H Ö T P O N Z T E Z vri pé j

7 *

. E 79 GRANÖLUND- U L L S E L E -7 5 VTI ! . B 0 R R P L A N VÄG AVD. i BILAGA 5 j AUG-75 S - 0 . H j/ # | o CN O W

<s

o

o

cn

©

©

0

©

0

0

0

0

o

©

©

0

0

Urborrning och provtryckning av borrkärnor från provväg "Vännäs-75". _______________________ Prov­ sträcka Sektion Borr­ kärnans höjd cm Stabili­ serat skikt cm Borr­ kärnans höjd vid prov­ tryckning 1) cm Tryckhåll­ fasthet MPa Anm. 1 39/445 H 1,5 V 1,5 15 18 15 19 16,3 18,1 17,2 18,4 39/395 H 1,5 V 1,5 15 15 15 15 15.8 16.8 17.5 15.5 39/345 H 1,5 V 1,5 12 17 12 17 13,8 19,2 17,2 Gick ej att trycka Mdv. 15 15,5 16,7 17,2 ± 1,1 0 39/295 H 1,5 V 1,5 17 19 18,2 11,5 39/245 H 1,5 V 1,5 13 15 13 17 15,1 15,7 10,6 14,5 39/195 H 1,5 V 1,5 13 16 13 17 - -Mdv. 15 15,3 16,3 12,2 ± 2 , 0 2 39/145 H 1,5 V 1,5 12 15 12 18 13,3 15,6 33,4 34,3 39/095 H 1,5 V 1,5 12 9 12 18 12,8 15,9 31,2 14,6 39/045 H 1,5 V 1,5 13 15 13 15 14,9 15,4 27,9 16,6 Mdv. 12,6 14,6 14,7 26,3 ± 8,6

Urborrning och provtryckning av borrkärnor från provväg "Vännäs-75".____________________________

Prov­ sträcka

Sekt ion Borr­

kärnans höjd cm Stabili­ serat skikt cm Borr­ kärnans höjd vid prov­ tryckning 1) cm Tryckhåll­ fasthet MPa Anm. 3 39/995 H 1,5 V 1,5 15 17 15,4 8,8 Krossas vid borrning 38/945 H 1,5 V 1,5 16 18 16,4 12,9 38/895 H 1,5 V 1,5 7 15 15 15 15,1 9,0 _ H _ Mdv. 13,2 16,3 15,6 10,3 ± 2,3 4 38/845 H 1,5 V 1,5 15 14 15 15 15,0 16,4 28,9 39,2 38/795 H 1,5 V 1,5 15 14 15 15 16.3 15.3 23,9 28,7 38/745 H 1,5 V 1,5 16 15 16 15 17,5 16,2 25,1 40,3 Mdv. 14,8 1 15,2 16,1 31,0 ± 7,1

Provväg: Vännäs-75. Sprickfrekvens. ^ Tvärsprickor F = s väglängd Prov­ sträcka

Sektion Vid utförandet F

Typ Cem.-halt % Vattenhalt nominell (verklig) % 75-10-06 o 76-05-03 76-08-17 1 3 9 / 4 7 0 ^ -39/320 Låg vatten- mättnads-grad 5,0 6,0 (5,98±0,26) 0,00 0,23 0,23 0 3 9 / 3 2 0 ^ 39/174 Referens­ sträcka _4,5 5,0 (5,1710,37) 0,00 0,11 0,19 2 3 9 / 1 7 4 ^ -39/020 Låg„v#tten- mättnads-grad 10,0 5,0 (5,3410,26) 0,01 0,16 0,21 3 3 9 / 0 2 0 ^ . 38/870 Hög vatten­ mättnads­ grad 5,0 7,6 (7,6110,43) 0,00 0,28 0,30 4 3 8 / 8 7 0 ^ , 38/720 Hög vatten­ mättnads­ grad 10,0 6,3 (6,2910,41) 0,01 0,17 0,19