Flödesblandning av slitlager enligt KGO-III metoden

(1)

Författare

Leif Viman, Safwat Said och

Hassan Hakim

FoU-enhet

Väg- och banteknik

Projektnummer 60748

Projektnamn

Flödesblandning enligt KGO-III

Uppdragsgivare

Vägverket Region Mälardalen

VTI notat 19-2004

Flödesblandning av slitlager

enligt KGO-III metoden

VTI notat 19 • 2004

(2)

Förord

Projektet har genomförts av VTI på uppdrag av Mats Wendel, Vägverket Region Mälardalen. Laboratorieundersökningarna har utförts på VTI av Hassan Hakim och Andreas Waldemarson. Undersökning av plan- och tunnslip har utförts på Vejteknisk Institut i Roskilde. Friktionsmätningar har utförts av Sven-Åke Lindén, VTI, och sammanställts av Torbjörn Jacobson, VTI. Texturmätningar har utförts av Vägverket Konsult och fotografierna är tagna av Mats Wendel.

Linköping mars 2004

Leif Viman Projektledare

(3)

Innehållsförteckning

Sid Sammanfattning 5 1 Inledning 7 2 Undersökningsmetodik 8 3 Laboratorieresultat 9 3.1 Hålrum 9

3.2 Slitagevärden enligt Prall 9

3.3 Styvhetsmodul 10

3.4 Vinterkonditionering 12

3.4.1 Styvhetsmodul 12

3.4.2 Vattenabsorption 13

3.4.3 Svällning 13

3.5 Undersökning med hjälp av tunnslip och planslip 14

4 Kompletterande fältmätningar 16 4.1 Friktion 16 4.2 Textur 17 5 Slutsatser 19 Bilaga 1 Provförteckning Bilaga 2 Grunddata

Bilaga 3 Metodbeskrivning för vinterkonditionering Bilaga 4–5 Undersökning med hjälp av plan- och tunnslip.

Rapport från Vejteknisk Institut i Roskilde Bilaga 6 Fotobilaga

(4)

Flödesblandning av slitlager enligt KGO-III metoden

av Leif Viman, Safwat Said och Hassan Hakim Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) 581 95 Linköping

Sammanfattning

Denna undersökning visar att flödesblandning enligt KGO-III metodik kan ge beläggningar med mycket god beständighet. Borrkärrnor från fem olika vägobjekt har analyserats med avseende på styvhetsmodul efter att proverna utsatts för s.k. ”vinterkonditionering”. (Saltvatten och frys-töbehandlingar).

KGO-III metodiken uppvisar motsvarande beständighet (något bättre i samtliga fall) som referensbeläggning, trots 0,5 % lägre bindemedelshalt och ca 30°C lägre tillverkningstemperatur.

Förklaringen anses vara att KGO-III massa får en homogenare blandning samt att detta blandningsförfarande ger tjockare bindemedelshinnor, främst runt de grövre partiklarna i massan. De studier av plan- och tunnslip som utförts hos Vejtekniskt Institut i Roskilde visar att även referensen är förhållandevis homogen i detta fall samt att motsvarande bindemedelshinnor erhållits hos KGO-III massorna trots lägre bindemedelshalt.

De fältmätningar som utförts på dessa sträckor bekräftar att beläggning enligt KGO-III konceptet väl uppfyller kraven på friktion och textur. Jämförs texturmätning i inre och yttre hjulspår uppvisar KGO-III sträckorna något homogenare yttextur än referensen.

(5)

1 Inledning

Denna undersökning avser slitlagerbeläggningar utförda enligt KGO-III metodiken. Vägverket Region Mälardalen har under perioden 1998–2003 utfört över 100 000 ton asfaltmassa med denna metodik, mestadels slitlager. Flera olika entreprenörer har byggt avsnitt med olika beläggningstyper men med blandnings-förfarande enligt KGO-III principen. För att kunna använda blandningsmetoden krävs en modifiering av asfaltverket, vilket flera entreprenörer har gjort.

KGO-III innebär att massan blandas enligt ett speciellt förfarande bl.a. för att erhålla en homogenare massa med tjockare bindemedelshinnor runt de grövre partiklarna. Förhoppningen är att man därmed skall kunna använda lägre bindemedelshalt och lägre tillverkningstemperatur, vilket ger både miljömässiga och ekonomiska fördelar.

Blandningsprincip för KGO-III

1. Bindemedel tillsätts grovfraktionen under blandning 2. Filler tillsätts så att en jämn fördelning erhålls 3. Sist tillsätts materialets finfraktion

Studien avser laboratorieundersökning av 5 slitlagerbeläggningar från 3 olika vägobjekt, väg C545 (utförd september 2002) och väg U537 (utförd oktober 2002) samt väg T815 (utförd juli 2003):

Sträcka Vägnr Beläggningstyp Anm.

1 C545 ABT16 70/100, 6,2 %, Referens Innehåller wetfix

2 ” ABT16 70/100, 5,7 %, KGO-III ”

3 U537 ABS16 70/100, 6,0 %, KGO-III Innehåller hydratkalk 4 ” ABT16 160/220, 5,5 %, KGO-III ”

5 T815 ABT16 160/220, 5,5 %+20 % ÅA, KGO-III Innehåller wetfix

Provningen är utförd som en jämförande studie av KGO-III massor och traditionellt tillverkade asfaltmassor, här benämnd referens. Sträckorna från väg C545 är direkt jämförbara medan asfaltmassorna i väg U537 och T815 är tillverkade vid andra asfaltverk och med andra bitumenkvaliteter och stenmaterial.

Sträcka 1 och 2 på väg C545 har ca 3 000 ÅDT och stenmaterialet i belägg-ningen består av bergkross av granit med kulkvarnsvärde 5,4. Sträcka 3 på väg U537 har ca 6 000 ÅDT och sträcka 4 ca 2 000 ÅDT och stenmaterialet i dessa sträckor består av krossat naturgrus av porfyr, granit och gnejs med kulkvarnsvärde 6,7.

Samtliga massor innehåller vidhäftningsmedel. Beläggningen i väg T815 innehåller även 20 % återvinningsmassa.

Borrkärnor från de 5 slitlagerbeläggningarna har analyserats på laboratorium under 2003. Proverna var ca 6 månader gamla vid analystillfället.

(6)

U537 Västerås-Gångholmen 100 ABS16 70/100 KGO-III + (90) ABT16 160/100 KGO-III C545 Bålsta – Varpsundet (70) ABT16 70/100 +(70) ABT16 70/100 KGO-III T815 Käglan - Fellingsbro (100) ABT16 160/220 KGO-III +20% ÅAV

Karta över aktuella vägsträckor.

2 Undersökningsmetodik

Eftersom undersökningen avser slitlager valdes metoder som återspeglar egenskaper som är önskvärda hos detta lager. Beständigheten är speciellt viktig (kritisk) när bitumenhalten sänkts i asfaltmassorna, därför valdes en ”tuffare” metod än standard för att få utslag på om beläggningen klarar vårt klimat.

Vattenkänsligheten bestämdes genom att borrkärnor från olika vägsträckor analyserades på laboratoriet med avseende på styvhetsmodul vid +10°C före och efter s.k. vinterkonditionering. Metoden finns beskriven i bilaga 3. Före konditionering utfördes även styvhetsmodul vid +2 och +20°C.

För att kunna förklara eventuella skillnader skickades provkroppar till Vejteknisk Institut i Roskilde för analys av plan- och tunnslip. Detta ger möjlighet att granska provkropparnas uppbyggnad avseende hålrumsfördelning, mastix-fördelning, separationer, bindemedelshinnor m.m. vilket kan förklara eventuella skillnader i mekaniska egenskaper hos de olika beläggningarna.

Undersökningsprogrammet består av följande tester: - Skrymdensitet, kompaktdensitet och hålrumshalt - Styvhetsmodul vid 3 olika temperaturer

- Vattenkänslighet genom ”Vinterkonditionering” - Slitage enligt Prall (utfört vid annat laboratorium) - Studier av plan- och tunnslip.

(7)

Även resultat från friktions- och texturmätningar utförda på befintlig beläggning redovisas.

Vinterkonditionering innebär att provkropparna lagras omväxlande i saltlösning och destillerat vatten för att skapa en s.k. ”osmotisk” effekt, därefter utsätts proverna för ett antal frys-töcykler. Styvhetsmodulen, som är en oförstörande provning, bestäms vid olika faser av konditioneringen och visar hur väl proverna klarar denna behandling. Provningen avser att efterlikna vinterklimatet hos vägar som saltas. Förutom styvhetsmodul mäts även vattenabsorption och svällning för att se hur massan påverkas. Vid provningen gick några provkroppar sönder vilket försämrar underlaget för utvärderingen.

3 Laboratorieresultat

3.1 Hålrum

Borrkärnorna från serie 1–4 uppfyller samtliga kraven i ATB VÄG för hålrumshalt hos slitlager medan en borrkärna i serie 5 har hålrum överstigande gränsvärdet 5 % (Figur 1). Referensen (serie 1) visar något större spridning än KGO-III beläggningen i serie 2 som tillhör samma beläggningstyp och vägobjekt (Väg C545). 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Se rie 1 ABT16 70/100, 6,2%, Re fe re ns Se rie 2 ABT16 70/100, 5,7%, KGO-III Se rie 3 ABS16 70/100, 6,0%, KGO-III Se rie 4 ABT16 160/220, 5,5%, KGO-III Se rie 5 ABT16 160/220, 5,5%+ÅAV , KGO-III H å lru m , %

Figur 1 Hålrumshalt. Medelvärde och standardavvikelse. (7 provkroppar/serie).

3.2 Slitagevärden enligt Prall

Nötningsmotståndet påverkas främst av stenkvalitet och stenmängd i beläggningen och inte av bindemedelshalt. Serie 1 och 2 har samma typ av stenmaterial (granit) medan serie 3 och 4 är en porfyr med inslag av granit och gnejs. I serie 5 ingår 20 % returasfalt och på detta objekt är stenmaterial med kkv<9 tillåtet, vilket förklarar dess högre värde. På övriga serier har kravet varit kkv<6. Det är uppenbart att nötningsmotståndet inte påverkas negativt hos

(8)

III massor samt att KGO-III massorna är homogenare (lägre standardavvikelse), se Figur 2. Lägre resultat indikerar bättre motstånd mot slitage orsakade av dubbdäck. Provningen är utförd vid annat laboratorium.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Serie 1 ABT16 70/100, 6,2%, Referens Serie 2 ABT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3 ABS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4 ABT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5 ABT16 160/220, 5,5%+ÅA, KGO-III S lit ag ev ä rde e n li g t P rall , %

Figur 2 Slitagevärde enligt Prall. Medelvärde och standardavvikelse.

3.3 Styvhetsmodul

Resultaten från styvhetsmodul på torra prover före konditionering, utförd vid 3 temperaturer, visar normala nivåer för dessa beläggningstyper (Tabell 1 och ). Undantagna är serie 4 och 5 som ger något för låga moduler vid +20°C. Inga större skillnader mellan referens och KGO-III kan noteras. KGO-III massan i serie 2 är dock genomgående något styvare än referensmassan, vilket troligen beror på lägre bindemedelshalt i KGO-III massan. Referensmassan visar också något större variation. Även serie 3 och 4 uppvisar högre variation men dessa består av andra bindemedel och stenmaterial.

(9)

Tabell 1 Styvhetsmodul vid olika temperaturer. Provnings-temperatur Prov-serie Antal prov Medelvärde Standard-avvikelse Variations-koefficient Anm. (Mpa) (%) +2°C 1 5 12 345 1 112 9 Referens " 2 5 13 278 496 4 KGO-III " 3 5 10 779 604 6 KGO-III " 4 5 10 056 1 027 10 KGO-III " 5 5 9 254 298 3 KGO-IIIÅ +10°C 1 5 6 320 483 8 Referens " 2 5 6 856 221 3 KGO-III " 3 5 5 592 404 7 KGO-III " 4 5 4 682 487 10 KGO-III " 5 5 4 592 91 2 KGO-IIIÅ +20°C 1 5 2 259 202 9 Referens " 2 5 2 543 118 5 KGO-III " 3 5 2 059 203 10 KGO-III " 4 5 1 488 162 11 KGO-III ” 5 5 1 635 41 3 KGO-IIIÅ 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0 5 10 15 20 25 Temperatur (°C) S ty v het s m odul v id + 10°C, ( M P a )

Serie 1, ABT16 70/100, 6,2%, Referens Serie 2, ABT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3, ABS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4,ABT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5,ABT16 160/220, 5,5%+Å, KGO-III

Figur 3 Styvhetsmodul vid olika temperaturer på torra ej konditionerade prover

(medelvärden).

(10)

3.4 Vinterkonditionering

3.4.1 Styvhetsmodul

Resultaten efter vinterkonditionering påverkas av att 1 provkropp i vardera serierna 1 och 2 (Väg C545) inte klarade konditioneringen varför resultaten grundas på 4 istället för 5 provkroppar på dessa serier.

Efter de olika konditioneringsfaserna reduceras styvhetsmodulen för samtliga prov. Referensmassan reduceras dock markant mer än KGO-III massorna (ca 15 % jämfört med 4–8 % för KGO-III massorna) (Figur 4). Redovisas resultaten på motsvarande sätt som för indirekt draghållfasthetsindex uppvisar alla dessa massor bra resultat med index över 80 % för referensen och över 90 % för KGO-III massorna. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Serie 1 A BT16 70/100, 6,2%, Ref erens Serie 2 A BT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3 A BS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4 A BT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5 A BT16 160/220, 5,5%+Å A V , KGO-III S ty v hets m odu l v id + 10 °C , ( M P a ) torr ef ter vattenlagring ef ter 7 f rys-töcykler

Figur 4 Styvhetsmodul efter olika konditioneringsfaser, medelvärden och

(11)

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Serie 1 A BT16 70/100, 6,2%, Ref erens Serie 2 A BT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3 A BS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4 A BT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5 A BT16 160/220, 5,5%+Å A V , KGO-III S ty v he ts m odul index ef ter vattenlagring ef ter 7 f rys-töcykler

Figur 5 Reduktion av styvhetsmodulen efter vinterkonditionering i relation till

torra prover.

3.4.2 Vattenabsorption

Vattenabsorptionen är störst efter att provkropparna lagrats i saltlösning och sedan i destillerat vatten. Trots högre bindemedelshalt i referensmassan har den visat en tendens till högre vattenabsorption än KGO-III massorna. Spridningen är dock stor mellan de enskilda mätningarna så skillnaden är inte signifikant.

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Serie 1 A BT16 70/100, 6,2%, Ref erens Serie 2 A BT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3 A BS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4 A BT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5 A BT16 160/220, 5,5%+Å A , KGO-III V at tenabs or pt ion % ef ter saltlösning ef ter dest.vatten ef ter 7 f rys & tö

Figur 6 Vattenabsorption, medelvärden och standardavvikelse.

3.4.3 Svällning

Svällningen visar samma tendens som vattenabsorption dvs. något högre svällning hos referensmassan än KGO-III massorna.

(12)

0 1 2 3 4 5 Serie 1 A BT16 70/100, 6,2%, Ref erens Serie 2 A BT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3 A BS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4 A BT16 160/220, 5,5%, KGO-III Serie 5 A BT16 160/220, 5,5%+Å A , KGO-III S v ä lln in g % ef ter saltlösning ef ter dest.vatten ef ter 7 f rys & tö

Figur 7 Volymförändring (svällning), medelvärden och standardavvikelse.

3.5 Undersökning med hjälp av tunnslip och planslip

För att försöka förklara skillnader i strukturerna hos KGO-III massa jämfört med traditionell massa har 2 provkroppar per massatyp skickats till Vejteknisk Institut i Roskilde för analys av plan- och tunnslip. Vid dessa undersökningar prepareras provkropparna genom att tunna skivor sågas ut, slipas och impregneras med fluoriserande epoxy som fyller ut hålrum och porositeter så att de kan studeras i mikroskop. Genom dessa studier kan hålrumsstrukturer, tjocklek på bindemedels-hinnor m.m. undersökas.

Granskning av tunnslip

Generellt kan sägas att proverna är homogena (dvs. har god fördelning av bruk och stenmaterial). Bindemedelshinnorna är relativt tjocka med undantag för ett fåtal stenar där krossytor ej fyllts ut med bindemedel. Detta kan bero på att krossningen skett vid packningen och att bindemedlet då varit för kallt för att kunna fylla de nya stenytorna. Hålrumshalterna varierar från ca 1 till 5 % men variationen är stor mellan delproven från samma beläggning.

Ingen tydlig skillnad har noterats mellan referens och KGO-III beläggningarna.

Granskning av planslip

På planslipen utförs luftporanalys där hålrumshalt, ekvivalent diameter samt rundhet beräknas.

- Hålrumshalten beskriver provets hålrum i vol-%

- Ekvivalent diameter innebär diametern av en cirkel med motsvarande yta - Rundhet anger hur runda porerna är. Rundheten för en cirkel är 100 medan

den närmar sig noll för mycket långa och flata porer.

Ingen tydlig skillnad har noterats mellan proverna, varken mellan referens och KGO-III eller mellan olika KGO-III beläggningar. Även återvinningsbelägg-ningen i serie 5 uppvisar en homogen beläggning med relativt tjocka binde-medelshinnor. I figur 9 och 10 i bilaga 5 kan man dock ana att den återvunna massan inte fullt ut blandats med den nya massan.

(13)

En närmare beskrivning av provpreparering och resultat redovisas i bilaga 4 och 5.

Tabell 2 Luftporsanalys av planslip.

Hålrums-procent

Ekvivalent diameter Beläggning Provbet Delprov

% Mm Rundhet Referens ABT16 SV 03037 I 1,2 0,14 75 (Serie 1) " II 0,6 0,25 67 SV 03038 I 6,2 0,14 61 " II 2,8 0,26 68 Medelv. 2,7 0,20 68 Std.avv. 2,5 0,07 6 KGO-III ABT16 SV 03039 I 0,7 0,14 72 (Serie 2) " II 0,9 0,27 66 SV 03040 I 2,4 0,18 68 " II 5,5 0,17 70 Medelv. 2,4 0,19 69 Std.avv. 2,2 0,06 3 KGO-III ABS16 SV 03041 I 5,4 0,15 66 (Serie 3) " II 5,6 0,21 60 SV 03042 I 3,2 0,23 66 " II 2 0,18 65 Medelv. 4,1 0,19 64 Std.avv. 1,7 0,03 3 KGO-III ABT16 SV 03043 I 1,4 0,16 67 (Serie 4) " II 1,1 0,16 66 SV 03044 I 1,0 0,14 69 " II 2,8 0,14 68 Medelv. 1,6 0,15 68 Std.avv. 0,8 0,01 1 KGO-III ABS16 SV 03311 I 5,1 0,13 67 (Serie 5) " II 4,3 0,11 71 SV 03312 I 6,0 0,11 68 " II 4,6 0,11 68 Medelv. 5,0 0,12 69 Std.avv. 0,7 0,01 2 VTI notat 19-2004 15

(14)

4 Kompletterande

fältmätningar

4.1 Friktion

Friktionsmätning har utförts på väg C545, både på referenssträcka och KGO-III sträcka samt KGO-III sträcka på väg T815.

Mätningarna följer Vägverkets metodanvisning för bestämning av friktion på belagd vägyta (104:1990) och avser våtfriktionen. Vid mätningarna har VTI:s friktionsmätbil typ ”SAAB Friction Tester” (JHM 491, SAAB 9000) använts. Mätdäcket är av typ ”Trelleborg” 4.00-8 med ett inre lufttryck av 140 kPa. Vattenfilmens tjocklek är 0,5 mm och mätningarna har utförts vid en hastighet av ca 70 km/tim. Mätningarna utförs normalt i yttre hjulspåret och genom dubbel-mätning.

Friktionen redovisas dels i form av medelvärden och standardavvikelser över hela mätsträckan, dels som max- och minvärden från medelvärden över 20-meters sträckor. En sammanställning över mätdatan ges i Tabell 3.

Mätningarna utfördes under första delen av juni och i slutet av september 2003. Beläggningarna lades i september 2002.

Kravet enligt ATB-VÄG, kap. A är att friktionen ska vara högre än 0,5.

Tabell 3 Sammanställning över friktionsdata från väg C545.

Mätning Längd Friktion

Mätsträcka,

Mätdatum nr m medel stdav. min-max

1 940 0,88 – 0,84–0,92 2 940 0,89 – 0,84–0,91 Sträcka 1, ref. 2003-06-11 Medelv. 0,89 0,02 0,85–0,91 1 1 640 0,87 – 0,71–0,96 2 1 640 0,85 – 0,72–0,92 Sträcka 2, KGO-III 2003-06-11 Medelv. 0,86 0,04 0,72–0,93 1 920 0,72 – 0,68–0,79 2 920 0,75 – 0,69–0,82 Sträcka 1, ref. 2003-09-25 Medelv. 0,74 0,03 0,69–0,80 1 1 660 0,72 – 0,55–0,79 2 1 660 0,73 – 0,58–0,79 Sträcka 2, KGO-III 2003-09-25 Medelv. 0,73 0,05 0,56–0,79 Kommentarer

Friktionen var i början av juni 2003 i genomsnitt mycket hög på de båda mätsträckorna (0,86 och 0,89) med det högsta värdet för referensen. Spridningen mellan 20-meterssträckorna var något högre på sträckan med KGO-III massa (stdav: 0,04) jämfört med referensen (stdav: 0,02).

Vägbanans friktion hade genom trafikens gummipolering sjunkit med 0,13–0,15 enheter under sommaren enligt mätningen från slutet av september 2003 men var fortfarande hög. Sträckan med KGO-III uppvisade friktionsvärdet 0,73 och referensen 0,74 i medelvärden. Spridningen mellan 20-meterssträckorna var fortfarande högre på KGO-III sträckan än för referenssträckan.

ABT-beläggningar brukar som i detta fall få bra friktion genom sin goda mikro- och makrotextur, men resultatet påverkas av poleringen från de odubbade fordonen under sommarhalvåret. Beläggningen med KGO-III massa uppvisade högre spridning i friktion än referensen, vilket tyder på att ytan inte är lika

(15)

homogen. Sannolikt beror detta på att vägbanans ytskrovlighet varierar utmed vägen med omväxlande fetare och magrare partier i beläggningen.

Tabell 4 Sammanställning över friktionsdata från väg T815.

Mätning Längd Friktion

Mätsträcka,

Mätdatum nr m medel stdav. min-max

1 1 340 0,75 – 0,65–0,85 2 1 340 0,74 – 0,64–0,81 Sträcka 1, KGO-III 2003-07-16 Medelv. 0,74 0,04 0,65–0,83 Kommentarer

Friktionen är god. Spridningen mellan 20-meterssträckorna ligger på samma nivå som för KGO-III sträckorna på väg C545.

Vid mätningarna i Tabell 3 så har beläggningen trafikerats under en vinter. I Tabell 4 så är mätningen utförd inom 1 månad efter utläggningen.

4.2 Textur

Texturmätning är utförd av Vägverket Konsults laser-profilograf enligt ISO/DIS 13473-1. Fyra delsträckor om 100 m har sammanställts. Resultaten redovisas som MPD-värden (Mean Profile Depth).

Provyta T1 (referens) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 3220 3230 3240 3250 3260 3270 3280 3290 3300 3310 3320 3330 Distans [m] MP D [m m]

Inre (vänster) hjulspår Yttre (höger) hjulspår

Figur 8 Texturmätning, provyta T1, referens.

(16)

Provyta T2 (referens) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 3520 3530 3540 3550 3560 3570 3580 3590 3600 3610 3620 3630 Distans [m] MP D [m m ]

Figur 9 Texturmätning, provyta T2, referens.

Provyta T3 (KGO-III) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 Distans [m] MPD [mm]

Figur 10 Texturmätning, provyta T3, KGO-III.

Provyta T4 (KGO-III) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 Distans [m] M P D [mm]

(17)

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 T1 REF T2 REF T3 KGO-III T4 KGO-III Inre (vänster) hjulspår Yttre (höger) hjulspår

Figur 12 Texturmätning, MPD[mm], sammanställning.

Kommentarer

Resultaten redovisade i figurerna 8–12 visar likvärdig nivå på texturen hos referens respektive KGO-III sträckor för respektive hjulspår. Skillnaden i textur mellan inre och yttre hjulspåret är dock mindre hos KGO-III sträckorna än referens, vilket visar att denna beläggnings grovstruktur är mer homogen i ytan.

5 Slutsatser

KGO-III massorna från denna begränsade undersökning visar goda resultat efter s.k. vinterkonditionering jämfört med referensmassa. Den lägre bindemedels-halten och lägre tillverkningstemperaturen tycks inte försämra beständigheten när flödesblandningstekniken enligt KGO-III används. Snarare uppvisar KGO-III massorna bättre beständighet, dvs. mindre reducering av styvhetsmodulen efter lagring i salt respektive destillerat vatten och frys-töcykler. Även vattenabsorp-tionen och svällningen hos provkropparna är något lägre hos KGO-III massorna än referensmassan.

Genom undersökningen av tunn- och planslip som utförts hos Vejteknisk Institut i Roskilde kan ingen tydlig skillnad mellan de olika proverna urskiljas. Det noteras dock att stenkrossning tycks förekomma vid packningen och att den lägre tillverkningstemperaturen skulle kunna göra det svårare för bindemedlet att fylla ut runt dessa stenar under och efter packningsarbetet.

Friktionsmätning visar att de undersökta sträckorna har god friktion med friktionstal >0,70.

Fortsatt uppföljning av KGO-III beläggningar, både genom fältstudier samt laboratorieanalyser behövs för att verifiera att inte andra parametrar påverkas negativt vid flödesblandningstekniken, såsom åldring, utmattning och stabilitet.

(18)

Bilaga 1 Sid 1 (2)

Projekt KGO-III

Förteckning över insända borrkärnor:

Prov- märkning Sektion Position Massa/m² Anm.

Serie 1, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 6,2%, Referens

1:1 3/440 2,0 H 1:2 3/380 1,0 H 1:3 3/430 2,0 H 1:4 3/370 2,0 H 1:5 3/370 1,0 H 1:6 3/350 2,0 H 1:7 3/440 1,0 H 1:8 3/350 1,0 H

Serie 2, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 5,7%, KGO-III

2:1 0/860 1,0 H 2:2 0/870 1,0 H 2:3 0/860 2,0 H 2:4 0/870 2,0 H 2:5 0/820 1,0 H 2:6 0/880 1,0 H 2:7 0/830 2,0 H 2:8 0/890 2,0 H

Serie 3, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABS16 70/100, 6,0%, KGO-III

3:1 197m H1 90 kg 0,9 3:2 689m H3 90 kg 5,9 3:3 689m H3 90 kg 5,9 3:4 689m H3 90 kg 5,9 3:5 1200m H5 90 kg 2,0 3:6 1200m H5 90 kg 2,0 3:7 1200m H5 90 kg 2,0 3:8 1200m H5 90 kg 2,0

Serie 4, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABT16 160/220, 5,5%, KGO-III

4:1 H1 100 kg 4:2 H1 100 kg 4:3 H1 100 kg 4:4 H3 100 kg 4:5 H3 100 kg 4:6 H5 100 kg 4:7 H7 100 kg 4:8 H7 100 kg

Serie 5, Väg T815, Käglan-Fellingsbro, ABT16 160/220, 5,5%+20% ÅA, KGO-III (foto saknas)

5:1 100 kg 5:2 100 kg 5:3 100 kg 5:4 100 kg 5:5 100 kg 5:6 100 kg 5:7 100 kg 5:8 100 kg

(19)

Bilaga 1 Sid 2 (2)

VTI notat 19-2004

Foto över alla provkroppar före testning,

(4 serier med 7 provkroppar/serie)

Serie 1, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 6,2 %, Referens Serie 2, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 5,7 %, KGO-III Serie 3, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABS16 70/100, 6,0 %, KGO-III Serie 4, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABT16 160/220, 5,5 %, KGO-III Serie 5, Väg T815, Käglan–Fellingsbro, ABT16 160/220, 5.5 % + 20 % ÅA, KGO-III. (Foto saknas.)

(20)

Bilaga 2 Sid 1 (2)

Sammanställning av provningsresultat

Serie 1, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 6,2%, Referens Serie 2, Väg C545, Bålsta-Varpsundet, ABT16 70/100, 5,7%, KGO-III Serie 3, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABS16 70/100, 6,0%, KGO-III Serie 4, Väg U537, Västerås-Gångholmen, ABT16 160/220, 5,5%, KGO-III

Serie 5, Väg T815, Käglan-Fellingsbro, ABT16 160/220, 5,5%+20% ÅA, KGO-III (foto saknas)

Styvhetsmodul vid 3 temperaturer

Prov Test- Styvhetsmodul i Mpa Mdv Stdav

Variations-temperatur 1 2 3 4 5 koeff-% Serie 1 +2°C 13286 10574 11944 13028 12892 12345 1112 9 Serie 2 13244 12758 13771 12824 13791 13278 496 4 Serie 3 11614 10611 10901 9934 10837 10779 604 6 Serie 4 9515 10027 11691 10111 8938 10056 1027 10 Serie 5 9395 9537 8778 9165 9396 9254 298 3 Serie 1 +10°C 6562 5591 6320 6898 6228 6320 483 8 Serie 2 6701 6725 7236 6760 6857 6856 221 3 Serie 3 6111 5519 5793 5016 5521 5592 404 7 Serie 4 4536 4712 5501 4397 4264 4682 487 10 Serie 5 4664 4665 4485 4500 4645 4592 91 2 Serie 1 +20°C 2604 2123 2192 2262 2113 2259 202 9 Serie 2 2358 2562 2658 2513 2624 2543 118 5 Serie 3 2252 2007 2274 1791 1972 2059 203 10 Serie 4 1321 1470 1747 1391 1509 1488 162 11 Serie 5 1679 1665 1648 1593 1591 1635 41 3

(21)

Bilaga 2 Sid 2 (2)

Sammanställning av provningsresultat

Resultat vid vinterkonditionering Prov Skrym nr g/cm3 salt-lösning dest. vatten frys & tö 3 cykler frys & tö 7 cykler salt-lösning dest. vatten frys & tö 3 cykler frys & tö 7 cykler torra dest. vatten frys & tö 3 cykler frys & tö 7 cykler Serie 1 1:1 2,418 - - - -1:2 2,356 - - - -1:3 2,410 0,4 0,9 0,8 0,7 0,7 2,0 1,5 0,3 6562 7051 6731 6276 1:4 2,355 2,4 2,8 - - 1,0 - - - 5591 - - -1:5 2,363 0,3 5,6 2,2 2,0 0,5 4,8 2,1 1,8 6320 5163 4936 4906 1:6 2,378 1,7 2,2 1,7 1,5 2,3 3,1 1,3 0,9 6898 6100 5564 5527 1:7 2,396 1,0 2,0 1,6 1,4 1,3 4,0 2,2 1,4 6228 5563 5466 5342 Antal prk 5 5 4 4 5 4 4 4 5 4 4 4 mdv 2,380 1,2 2,7 1,6 1,4 1,2 3,5 1,8 1,1 6320 5969 5674 5513 stdav 0,023 0,9 1,7 0,6 0,5 0,7 1,2 0,4 0,6 483 817 757 572 Serie 2 2:1 2,403 - - - -2:2 2,380 - - - -2:3 2,417 0,9 1,4 1,0 0,9 1,1 2,6 1,5 0,6 6701 7206 6872 6808 2:4 2,398 0,8 1,5 1,1 0,9 1,6 3,7 0,8 1,7 6725 6458 6404 5947 2:5 2,378 2,1 2,6 - - 1,7 - - - 7236 - - -2:6 2,398 0,2 1,4 1,2 1,3 -0,1 2,8 1,2 1,1 6760 7099 7347 7027 2:7 2,412 0,7 1,2 1,0 0,9 0,9 1,9 1,1 0,2 6857 6701 6379 6751 Antal prk 5 5 4 4 5 4 4 4 5 4 4 4 mdv 2,401 0,9 1,6 1,1 1,0 1,1 2,8 1,1 0,9 6856 6866 6751 6633 stdav 0,015 0,7 0,6 0,1 0,2 0,7 0,7 0,3 0,6 221 348 458 473 Serie 3 3:1 2,297 - - - -3:2 2,348 - - - -3:3 2,357 1,1 1,4 1,2 1,1 0,1 1,0 0,6 -0,3 6111 6172 5908 6046 3:4 2,343 1,8 1,9 1,7 1,6 1,2 1,0 0,7 0,1 5519 5748 5458 5764 3:5 2,333 2,0 2,7 2,0 1,9 1,0 1,1 0,7 0,4 5793 5345 4796 4996 3:6 2,331 1,6 1,8 1,6 1,4 0,6 1,7 0,4 0,2 5016 5211 4694 5255 3:7 2,340 1,5 1,9 1,6 1,4 0,8 2,2 0,6 0,2 5521 5476 5208 5474 Antal prk 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 mdv 2,341 1,6 1,9 1,6 1,5 0,7 1,4 0,6 0,1 5592 5590 5213 5507 stdav 0,011 0,3 0,5 0,3 0,3 0,4 0,5 0,1 0,3 404 381 497 413 Serie 4 4:1 2,376 - - - -4:2 2,379 - - - -4:3 2,389 1,0 1,3 1,2 1,0 0,8 2,1 0,6 -0,2 4536 4957 4668 5023 4:4 2,359 1,8 2,2 1,6 1,5 0,4 1,4 1,3 0,9 4712 4423 4216 4391 4:5 2,358 1,7 2,3 1,9 1,6 0,8 2,8 0,5 0,7 5501 4750 4725 5083 4:6 2,356 1,2 1,4 1,1 0,9 0,3 0,6 0,6 -0,4 4397 4715 4716 4800 4:7 2,311 2,5 2,9 2,4 2,0 0,5 2,6 1,5 1,2 4264 3889 3734 3712 Antal prk 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 mdv 2,355 1,7 2,0 1,6 1,4 0,6 1,9 0,9 0,4 4682 4547 4412 4602 stdav 0,028 0,6 0,7 0,5 0,4 0,2 0,9 0,5 0,7 487 414 434 567 Serie 5 5:1 2,376 2,0 1,9 - 1,8 0,1 0,4 - 1,4 4664 4853 - 4464 5:2 2,379 2,4 2,6 - 2,6 0,7 1,1 - 2,0 4665 4574 - 4198 5:3 2,389 2,8 2,6 - 2,4 -0,5 0,4 - 0,9 4485 4512 - 4445 5:4 2,359 2,4 2,3 - 2,1 0,4 0,6 - 2,1 4500 4452 - 4097 5:5 2,358 2,2 2,2 - 2,1 0,5 1,0 - 1,5 4645 4324 - 4283 5:6 2,356 - - - -5:7 2,311 - - - -Antal prk 5 5 - 5 5 5 - 5 5 5 - 5 mdv 2,355 2,4 2,3 - 2,2 0,2 0,7 - 1,6 4592 4543 - 4297 stdav 0,028 0,3 0,3 - 0,3 0,5 0,3 - 0,5 91 196 - 158

Kompaktdensitet (Serie 1-5): 2,444 2,449 2,414 2,429 2,480 (erhållna från Vägverket)

Vattenabsorption i % Svällning i % Styvhetsmodul vid 10°C i MPa

(22)

Bilaga 3 Sid 1 (6)

ASFALTBELÄGGNING

Bestämning av beständighet för strängt vinterklimat

Metoden är framtagen av Peet Höbeda Kontaktperson: Leif Viman

(23)

Bilaga 3 Sid 2 (6)

VTI notat 19-2003

ASFALTBELÄGGNING

Bestämning av beständighet för strängt vinterklimat

Förord

1. ORIENTERING 2. SAMMANFATTNING 3. UTRUSTNING 4. SÄKERHET 5. PROVBEREDNING 6. PROVNING 7. BERÄKNING

8. PRECISION, EVENTUELL UPPREPNING 9. RAPPORT

FÖRORD

Denna metod är avsedd för att testa beständighet hos asfaltbeläggnig som används vid vinterförhållanden, med frys-töväxling och halkbekämpning med salt, normalt NaCl. Alternativa kemiska halkbekämpningsmedel, använda t ex på flygfält, kan även testas med metoden.

Metoden är fortfarande under utveckling. Både borrkärnor och laboratorietillverkade provkroppar kan testas. ( prEN12697-12 avser endast laboratorietillverkade

provkroppar).

Denna försöksstandard har i möjligaste mån utformats enligt prEN 12697-12 (motsvarar i princip FAS 446). Styvhetsmodul har använts i stället för indirekt draghållfasthet för bestämning av beständighet. (Förhoppningen är att denna metod eller en vidareutveckling av denna kan ingå i den andra generationens

europastandarder). Karakterisering av beständighet sker genom testning av

styvhetsmodul enligt och prEN 12697-26, Appendix C vid 10oC (motsvarar i princip FAS 454). Efter provning av styvhetsmodul är det lämpligt att även testa indirekt draghållfasthet enligt, prEN 12697-23 (FAS 449).

Anm.

En annan typ av provning är även möjlig vid borrkärnor med ytbehandling eller

tunnskiktsbeläggning som slitlager. Överytan hos provkroppen kan vallas in, som fallet vid provning av frostbeständighet hos betong, så att konditionering endast ger angrepp från överytan. I detta fall testas inte styvhetsmodul. Efter ”osmotisk” konditionering och frys-töväxling kan viktsförlust, förorsakad av stenlossning men även nötning enligt prEN 12697-16 (Prallslitage) utföras.

1. ORIENTERING

Ett förfarande beskrivs för att bestämma verkan av konditionering enligt en ”osmotisk” metod - följd av frys-töväxling - på styvhetsmodul på provkroppar, antingen tillverkade på laboratorium eller också borrkärnor från väg (enligt prEN 12697-12 testar man

endast labortorietillverkade provkroppar). Metoden är lämplig för att bestämma

beständighet hos aktuella kombinationer av stenmaterial och bitumen samt särskilt för att studera inverkan av vidhäftningsbefrämjande tillsatser.

(24)

Bilaga 3 Sid 3 (6) 2. SAMMANFATTNING

Beständigheten hos asfaltbeläggning mot svåra vinterpåkänningar bestäms enligt följande. Ett visst antal provkroppar (laboratorietillverkade eller borrkärnor) delas upp i två lika portioner (undergrupper med minst tre provkroppar i varje). Styvhetsmodulen bestäms. En av undergrupperna, benämnd referensgruppen, konditioneras torrt vid rumstemperatur medan den andra undergruppen utsätts för ”osmotisk” konditionering, först i koncentrerad NaCl lösning vid förhöjd temperatur, följd av konditionering i destillerat vatten vid förhöjd temperatur. Styvhetsmodul bestäms vid +10oC (prEN 12697-26, Appendix C, FAS 454). Konditioneringen avslutas sedan med 7 cykler av frys-tö varefter styvhetsmodul återigen bestäms. Samtidigt bestäms styvhetsmodulen för referensgruppen som lagrats vid denna temperatur. Förhållandet mellan

”vinterkonditionerade” och torrt lagrade prov bestäms och anges i procent.

3. NORMATIVA REFEENSER prEN 12697-12 4. DEFINITIONER prEN 12697-12 5. UTRUSTNING Se prEN 12697-12 (FAS 446).

Utrustning för styvhetsmodul enligt prEN 12697-26, Appendix C (FAS 454).

6. PROVKROPPAR FÖR TESTNING

6.1 Provkropparna ska ha diameter 100 ±3 mm eller 150 ±3 mm. Laboratorietillverkade provkroppar ska packas till föreskrivet hålrum, ökat med 3%. Gyratorisk packning prEN 12697-27 är lämplig.

6.2. Laboratorietillverkade provkroppar förkonditioneras (korttidsåldras 24 ±1 timme) vid

60oC (ingår f n inte i prEN 12697-12 eller FAS 446).

6.3 Borrkärnor som är nyligen tagna måste torkas till konstant vikt. Dimensioner och skrymdensitet hos varje provkropp ska bestämmas enligt prEN 12697-6 respektive 12697-29.

6.4 Dela upp provkropparna i två undergrupper med samma höjd och genomsnittliga skrymdensitet. Skillnaderna i skrymdensitet får inte överstiga 30 kg/m3.

7. PROVNING AV TORRA PROVKROPPAR

7.1 Bestäm styvhetsmodul enligt prEN 12967-12, Appendix C (FAS 454) vid 10oC. 7.2 Lagra de torra referensprovkropparna på en plan yta vid 20 ±1oC.

(25)

Bilaga 3 Sid 4 (6)

VTI notat 19-2003

8. ”OSMOTISK” KONDITIONERING

Behandla de för ”vinterkonditionering” avsedda provkropparna på följande sätt: 8.1 Placera provkropparna på den perforerade hyllan i exsickatorn. Häll koncentrerad

lösning av NaCl (drygt 30%-ig lösning) till en nivå som ligger 2-3 cm över provkropparna.

8.2 Evakuera till ett absoluttryck på 6,7 ±0,3 kPa inom 10 ±1 minut. Sänk trycket försiktigt för att undvika onödig expansion som kan skada provkroppen.

8.3 Håll absoluttrycket 6,7 ±0,3 kPa under 3 timmar. Höj trycket sedan långsamt till atmosfärstryck.

8.4 Lagra provkropparna i saltlösning under ytterligare 30 ±5 minuter.

8.5 Torka av provkropparna och mät deras dimensioner enligt prEN 12697-29. Beräkna volymen hos provkropparna.

8.6 Sätt provkropparna i bad med koncentrerad saltlösning och lagra vid 40 ±1oC under 48 ±1 timme. Låt sedan provkropparna svalna till rumstemperatur.

8.7 Sätt provkropparna i exsickator och upprepa procedurer enligt 7.3.1-7.3.5 men använd nu destillerat vatten i stället för mättad saltlösning.

8.8 Temperera sedan provkropparna under minst 2 timmar till testtemperatur för

styvhetsmodul (10 ±1oC) . Torka av provkropparna försiktigt till yttorrt tillstånd med duk eller hushållspapper.

9. PROVNING EFTER ”OSMOTISK” KONDITIONERING

9.1 Utför provning av styvhetsmodul enligt prEN 12697-26, Appendix C (FAS 454). Notera eventuella skador som har uppkommit vid konditioneringen (jfr 7.3.15).

10. FRYS-TÖ KONDITIONERING

10.1 För att utföra den därpå följande frys-töväxlingen placera provkropparna i vattentäta plastpåsar, omgivna av destillerat vatten (Alternativt plastbägare med diameter något större än provkroppen och försegla med lock).

10.2 Utsätt provkropparna för 7 frys-töcykler i en automatisk klimatkammare, inställd på +20 ±1oC och –20 ±1oC båda på 12 ±1 timme. Att provkropparna når testtemperaturen kan kontrolleras med hjälp av en referensprovkropp försedd med temperaturgivare i dess inre.

10.3 Konditionera provkropparna till testtemperaturen för styvhetsmodul (10 ±1oC) under minst 2 timmar. Väg provkropparna och beräkna upptagna vattenmängder genom att jämföra med den ursprungliga torrvikten.

11. PROVNING EFTER FRYS-TÖ KONDITIONERING

11.1 Bestäm styvhetsmodul enligt 12697-26, Appendix C (FAS 454). 11.2 Bestäm därefter styvhetsmodulen för de i torrt tillstånd konditionerade

referensprovkropparna.

11.3 Besiktiga de ”vinterkonditionerade” provkropparna. Beskriv eventuella skador i form av sprickor, stripping, uppmjukning mm. Bestäm ev. indirekt draghållfasthet och bedöm tillståndet hos brottytorna. Har en ytlig del eller hela borrkärnan påverkats? Bedöm

(26)

Bilaga 3 Sid 5 (6)

andel sten som är fri från bitumen (exempelvis enligt AASHTO TP 34-94, figur 7 (dålig bild)). Är bitumenbruket dåligt, matt och t o m håligt?

12. BERÄKNING

Beräkna förhållandetalet, Qvinter, mellan styvhetsmodulerna för ”vinterkonditionerade”

provkroppar och torra referensprovkroppar enligt nedanstående formel: Qvinter = 100*qvinter/qtorr

Qvinter = beständighetstal, i procent (%)

qvinter = medelvärde av styvhetsmodul för ”vinterkonditionerade” prov, uttryckt i

MPa

qtorr = medelvärde av styvhetsmodul för torrt lagrade referensprov, uttryckt i MPa

Beräkna även vattenabsorption efter torkning till yttorrt tillstånd.

Vid bedömning av beständighet hos asfaltbeläggning måste även nivån för styvhetsmodul (eller också indirekt draghållfasthet) bedömas. Låga nivåer på både torr och konditionerad provkropp visar på ett dåligt material, även om förhållandetalet blir högt.

13. RAPPORT

Avrapportera följande information:

a) identifikationsnummer för provet och massatyp (eventuellt tillsatsmedel) b) antal provkroppar

c) typ av provkroppar – laboratorietillverkade sådana (ange packningsmetod) eller borrkärnor

d) medeldiameter, höjd i mm och skrymdensitet för provkropparna (både grupper av ”vinterkonditionerade och torra referensprovkroppar)

e) medelvärden av styvhetsmoduler i MPa för de två grupperna -efter ”osmotisk” konditionering

-efter frys-töväxling

f) det procentuella förhållandetalet av styvhetsmoduler i procent g) vattenabsorption i procent

h) observationer gjorda vid provning och besiktning av skador uppkomna vid vinterkonditionering enligt 7.2.15.

i) att försöket har skett enligt denna metod. Rapportera eventuella avvikelser från metoden

14. PRECISION.

Precisionen för denna metod är inte känd. Beständighetstester av enklare typ än denna (endast vattenkonditionering) har i regel dålig precision. Enligt prEN 12697-12 är precisionen för liknande metoder: r = 15% och R = 23%.

(27)

Bilaga 3 Sid 6 (6) VTI notat 19-2003 Metoden är framtagen av P. Höbeda, VTI, 00-09 Metodbeskrivningen är reviderad: P. Höbeda, VTI 01-09 L. Viman, VTI 03-12

(28)

Notat vedrørende tyndslib af 8 borekerner

Vejteknisk Institut har modtaget 8 borekerner fra VTI med henblik på at foretage en undersøgelse af disse ved hjælp af plan- og tyndslib. De 8 borekerner blev ved modtagelsen i laboratoriet tildelt følgende mærkning: SV nr. 03037 Borekerne mrk. 1:1 03038 Borekerne mrk. 1:2 03039 Borekerne mrk. 2:1 03040 Borekerne mrk. 2:2 03041 Borekerne mrk. 3:1 03042 Borekerne mrk. 3:2 03043 Borekerne mrk. 4:1 03044 Borekerne mrk. 4:2

Af hver borekerne er der fremstillet to planslib og et tyndslib. Planslibene

Der er af hver af de modtagne borekerner fremstillet 2 planslib, som er udskåret vinkelret fra ker-neoverfladen og ned i prøven (et eksempel på udskæringen fremgår af bilag nr. 3). Planslibets snit-flade imprægneres med fluorescerende epoxy, som udfylder hulrum og evt. andre porøsiteter. Inden man foretager billedanalyse af prøverne, males eventuelle porøse sten over med sort tusch. Dette bliver gjort for at de porøse sten ikke skal blive medregnet ved hulrumsanalysen. Beskrivelse af selve måleproceduren ved billedbehandlingen (billedanalysen) kan ses i bilag nr. 1. Resultatet af billedanalysen samt billeder af de målte slib fremgår af bilag nr. 2.

Tyndslibene

Disse er ligeledes fremstillet ved et snit vinkelret fra overfladen for SV 03037 til 03040 således at man opnår at have ca. 40 mm af overfladen ("liggende") og for de fire øvrige slib dækker 35 mm af overfladen ("stående"). Alle tyndslibene har en tykkelse på ca. 20 mm.

Prøverne er imprægneret med fluorescerende epoxy. Epoxyen fylder alle hulrum, porøse sten og revner med forbindelse til prøvens overflade.

I det følgende er de enkelte prøver beskrevet først tyndslibene og dernæst af planslibene. De viste billeder af tyndslibene er, hvis ikke andet er nævnt taget ved en forstørrelse på 63x, hvor billedet svarer til et udsnit på ca. 1,5 x 2,0. Ved beskrivelse af de enkelte tyndslib er ordet mørtel anvendt om bindemiddel, filler og mindre sten.

SV 03037

Dette slib virker meget tæt, der ses meget få hulrum. I de viste billeder fra slibet (figur 1 til 4) ses næsten ingen hulrum, det skal dog også bemærkes, at der til alle figurerne er anvendt en forstørrel-se på 63x.

Fordelingen af stenmaterialet og filler i mørtlen er nogle steder noget uensartet, mens i andre områ-der er fordelingen god. Sammenlignes figur 2 og 3 ses en stor forskel. Figur 1 og 4 illustrerer om-råder med en god fordeling. Bindemiddelhinderne er i hele slibet vurderet til at være forholdsvis "tykke". Der ses ingen sten, der ikke er omhyllet af bindemiddel.

(29)

Side 2 af 8 Stenmateriale

Mørtel

Figur 1 Fordeling af filler og små sten i mørtlen, SV 03037

Ved billedanalysen af de to planslib fra denne prøve er hulrumsprocenten fundet il henholdsvis 1,2 og 0,5 vol.-% . hvilket understøtter den observation fra tyndslibet, at prøven er meget tæt.

Billederne af planslibet (bilag nr. 2.1) under UV-lys viser også dette, samt hulrummene virker me-get runde (rundheden af porerne bestemt ved billedanalysen giver et middel på 71).

SV 03038

Slibet virker mere åbent end SV 03037, der ses mange større hulrum.

Fordelingen af stenmaterialet og filleren i mørtlen vurderes til at være god. Bindemiddelhinderne er som i slibet af SV 03037 vurderet til at være forholdsvis "tykke". Dog ses der enkelte steder, hvor sten ikke er omhyllet af bindemiddel(Figur 5 og 6). Figur 6 er dog fra overfladen af prøven. I prøven ses der en del knuste sten (figur 9 og 10) og på grund af manglende bindemiddelhinder ved disse sten, vurderes det, at knusningen er sket i forbindelse med komprimeringen af prøverne.

Overflade af prøve Manglende

bitumen-hinde Luft

Figur 5 "Ren" stenoverflade i over-fladen, SV 03038

Figur 6 "Ren" stenoverflade, SV 03038

(30)

Figur 9 Eksempel på knust sten for-modentlig under kompremeringen, SV 03038

Figur 10 Eksempel på knust sten formodentlig under kompremerin-gen, SV 03038

Resultatet fra hulrumsbestemmelsen ved billedanalysen viser at de 2 planslib indeholder henholds-vis 6,2 og 2,8 vol.-%. Der ses en stor spredning i prøven, hvilket kunne indikere at materialet ikke er homogent. Normalt kan der ses en variation mellem de to slib på 1 til 2 vol-%. Det højere hul-rum af denne prøve er også konstateret i tyndslibet.

SV 03039

I denne prøve virker sten og filler i mørtlen ikke at være så godt fordelt, som i de to foregående slib. Der kan registreres områder, hvor der kun er meget "småt" materiale (ses blandt andet i figur 13). Indholdet af hulrum svare nogenlunde til hvad der ses i SV 03037, altså en forholdsvis tæt belægning og de hulrum der forefindes har form som en kugle. Det vurderes, at bindemiddelhin-derne også svare til, hvad der ses i SV 03037, dog kan der i enkelt tilfælde ses en "ren" stenover-flade (figur 11).

Figur 11"Ren" stenoverflade ved rundt hulrum, SV 03039

Figur 12 Fordeling af filler og små sten i mørtlen mellem 2 større sten,

(31)

Side 4 af 8 SV 03039

Planslibet viser også en meget tæt belægning, hulrummet er bestemt til ca. 0,8 vol-%. SV 03040

Mængden af "større" sten virker højrere i denne prøve. Der ses et stort indhold af luftporer og disse er ikke kun kugleformet (se figur 18). Fordelingen af mindre sten og filler i mørtlen virker god, men i forhold til de foregående prøver er der ikke så meget af denne mørtel.

Stenene virker også for de flestes vedkommende tilfredsstillende omhyllet, der er dog enkelte ek-sempler på "rene" stenoverflader (figur 16).

(32)

Figur 18 Fordeling af filler og små sten i mørtlen og "roliga" hulrum, SV 03040

Denne prøves hulrum bestemt ved billedanalyse er for de 2 slib henholdsvis 2,4 og 5,5 vol-%. Som tidligere nævnt ses der normalt en lidt mindre forskel mellem 2 prøver af samme borekerne, hvilket kunne vise, at der for SV 03040 er tale om en ikke så homogen prøve.

SV 03041

Dette slib indeholder større sten end de foregående. Hulrummene er også større og der er flere af disse. Bindemiddelhinderne er tyndere på dette slib, men der har kun enkelte steder kunne været konstateret "rene" stenoverflade (figur 22).

Indholdet af hulrum bestemt på planslibet giver henholdsvis 5,4 og 5,6 vol-%. Dette indikere en forholdsvis homogen blanding.

(33)

Side 6 af 8 SV 03042

Sammenlignes dette slib med SV 03041 er hulrummet betydeligt mindre, og mængden af mørtel virker større. Som det ses i figurerne 24 til 30 er fordelingen af mindre sten og filler i mørtlen god. Der ses enkelte områder hvor der er "rene" stenoverflader, dette kan eventuelt skyldes at der er sket en knusning af stenmaterialet under komprimeringen idet flere knuste sten kan registreres (figur 24 og 29). I figur 25 kan ses noget, som vi normalt har betegnet "smuts", og set eksempelvis en del af i prøver fra drænasfalt, hvor vand og "smuts" er trængt ned i belægningen. Billedet er taget nær overfladen.

Figur 24 Eksempel på knust sten, i dette tilfælde i overfladen,

SV 03042

Figur 25 Illustration af "smuts" i hulrum, SV 03042

Figur 28 Illustration af "rene" steno-verflade (evt. knust sten formodent-lig under komprimering) , SV 03042

Figur 29 Knust sten formodentlig sket under komprimering, SV 03042

(34)

De to planslibs hulrumsindhold er bestemt til 3,2 og 2 vol.-%. Prøven er tætere end den foregående, hvilket også fremgik af tyndslibet.

SV 03043

Prøven virker tæt og der er en god fordeling af sten og filler i mørtlen. Hulrummene er for de fle-stes vedkommende meget afrundede. Ligesom i SV 03042 har der kunnet registreres "smuts", i dette tilfælde er det på selve overfladen af prøven (figur 31 og 32), hvor det i figur 31 ses nede i en knust sten. Enkelte steder har der kunnet konstateres nogle steder med "rene" stenoverflader (figur 33). Det ser ud til, at der er enkelte fibre i prøven (figur 36). I nogle af de andre slib ser det ud til også at være fibre, dog ikke så oplagt som i dette slib.

Figur 31 Knust sten i overfladen, med "smuts" SV 03043

Figur 32 "Smuts" i overfladen, SV 03043

Figur 33 Illustration af "Ren" steno-verflade og afrundede hulrum, SV 03043

(35)

Side 8 af 8 Fiber

Figur 35 Fordeling af filler og små sten i mørtlen samt kugleformet hul-rum, SV 03043

Figur 36 Billede af en fiber

Denne prøve har også ved hulrumsbestemmelsen vist sig at være forholdsvis tæt. Med hulrum på henholdsvis 1,4 og 1,1 vol.-%.

SV 03044

Her ses en del store sten, men fordelingen af filler og mindre sten i mørtlen virker god. Der har ik-ke nogle steder kunnet konstateres problemer med vedhæftningen af bindemiddel til stenmaterialet, men enkelte steder ses der knuste sten. Der ses et forholdsvis lille hulrumsindhold.

Figur 37 Knust sten formodentlig sket under komprimering, SV 03044

Der er i denne prøve en lidt større spredning mellem hulrummene i de to slib(1,0 og 2,8 vol.-%), men dog ikke mere end hvad der ses normalt, kun i forhold til de 3 forgående prøver.

I bilag nr. 4 er vist billeder af de tyndslibene i almindelig lys. Disse billeder giver også et godt ind-tryk af forskelligheden mellem prøverne.

(36)

Bilaga 4 Sid 1

Luftporeanalyse af planslib

Luftporeanalysen er udført med automatisk billedanalyse system (Leica QWin 500). Planslibet placeres under mikroskop med påfaldende UV-lys. Mikroskopets bord bevæges stepvis i et forudbestemt mønster, således at hele den ønskede overflade opmåles. For hvert billedfelt sker der følgende billedbehandling:

x Ud fra billedets gråtoneskala detekteres den fase, der ønskes opmålt (flourescerende luftporer).

x Billedet behandles med forskellige filtre, der udglatter kanter, lukker huller samt frasorterer arealer mindre end 1625 µm2 svarende til ækvivalent cirkeldiameter 45 µm (udelukker småfejl fra epoxyimprægnering og slibning).

x Luftindholdet findes som arealet af den detekterede fase divideret med totalarealet. x For hver enkelt delareal (luftpore), som er fuldt ud med i billedfeltet - dvs. ikke rører

kanten - beregnes blandt andet areal, perimeter, ækvivalent cirkeldiameter, maximal Feretdiameter, formfaktor og rundhed.

Størrelsen af de enkelte målefelter er 3,87 mm x 2,94 mm, dvs. 11,4 mm2. Efter behandlingen af hvert målefelt forskydes mikroskopbordet, således at næste målefelt grænser umiddelbart op til det foregående. Der opmåles mellem 200 og 400 målefelter afhængig af planslibets størrelse. Til slut præsenteres følgende resultater:

Luftindhold: Indhold i procent over hele det scannede areal (hulrumsprocent):

%] [vol areal scannet totalt luftporer af areal totalt d Luftindhol 100

Middelværdi og fordeling for porearealer, ækvivalent cirkeldiameter, formfaktor og rundhed:

[mm] poreareal diameter ækvivalent S 4

dvs. diameter af cirkel med samme areal som den aktuelle pore.

100 4 2 areal formfaktor S perimeter

angiver hvor "flosset" poren er. Formfaktoren for en cirkel er 100, mens den for meget uregelmæssige porer med stor indre overflade nærmer sig nul.

100 ) . max ( 4 2 Feret areal rundhed S

angiver hvor rund poren er. Rundheden for en cirkel er 100, mens den nærmer sig nul for meget lange og flade porer.

(37)

Bilag nr. 2.1

Vejteknisk Institut

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

Prøveidentifikation: SV03037-I Udført:24-03-2003

vti Skive I

Måleområde 85,4 x 20,6 mm.

100% opmålt på dette område, i alt 154 målefelter. Hulrumsprocent: 1,2 %

Beskrivelse af 123 hulrum: Middel Std.afv.

Areal [mm2] 0,06 0,18 Ækvivalent diameter [mm] 0,14 0,18 Rundhed 75 15 Bemærkninger: Skive II Måleområde 85.4 x 23.6 mm.

100% opmålt på dette område, i alt 176 målefelter. Hulrumsprocent: 0.46 %

Areal [mm2] 0,10 0,16

Ækvivalent diameter [mm] 0,25 0,24

Rundhed 67 18

(38)

Bilag nr. 2.1

Tredje måling/lag Måleområde x mm.

% opmålt på dette område, i alt målefelter. Hulrumsprocent: %

Beskrivelse af hulrum: Middel Std.afv.

Areal [mm2] 0,00 0,00 Ækvivalent diameter [mm] 0,00 0,00 Rundhed 0 0 Bemærkninger: Fjerde måling/lag Måleområde x mm.

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(39)

Bilag nr. 2.2

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

Prøveidentifikation: SV 03038-I Udført:24-03-2003

VTI Skive I

Areal [mm2] 0,03 0,09 Ækvivalent diameter [mm] 0,14 0,11 Rundhed 61 21 Bemærkninger: Skive II Måleområde 85,4 x 23,6 mm.

Areal [mm2] 0,11 0,23

Rundhed 68 17

(40)

Bilag nr. 2.2

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(41)

Bilag nr. 2.3

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

Prøveidentifikation: SV 03039-I+II Udført:24-03-2003

VTI Skive I

Areal [mm2] 0,12 0,20

Rundhed 66 20

(42)

Bilag nr. 2.3

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(43)

Bilag nr. 2.4

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

VTI Skive I

Areal [mm2] 0,09 0,30

Rundhed 70 18

(44)

Bilag nr. 2.4

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(45)

Bilag nr. 2.5

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

VTI Skive I

Areal [mm2] 0,14 0,33

Rundhed 60 21

(46)

Bilag nr. 2.5

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(47)

Bilag nr. 2.6

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

Prøveidentifikation: SV03042-I+II Udført:26-03-2003

VTI Skive I

100% opmålt på dette område, i alt 252 målefelter. Hulrumsprocent: 2 %

Areal [mm2] 0,06 0,18

Rundhed 65 19

(48)

Bilag nr. 2.6

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(49)

Bilag nr. 2.7

Luftporemåling ved billedanalyse på asfaltplanslib

VTI Skive I

Areal [mm2] 0,04 0,10

Rundhed 66 18

(50)

Bilag nr. 2.7

Areal [mm2] 0,00 0,00

Rundhed 0 0

(51)

Bilag nr. 3.1

Billeder af borekerner efter udsavning(SV 03037 - 38)

(52)

Bilag nr. 3.2

Billeder af borekerner efter udsavning (SV 03039 - 40)

(53)

Bilag nr. 3.3

Billeder af borekerner efter udsavning(SV 03041 - 42)

(54)

Bilag nr. 3.4

Billeder af borekerner efter udsavning(SV 03043 - 44)

(55)

Notat vedrørende tyndslib af 2 borekerner

Vejteknisk Institut har modtaget 2 borekerner fra VTI med henblik på at foretage en undersøgelse af disse ved hjælp af plan- og tyndslib. De 2 borekerner blev ved modtagelsen i laboratoriet tildelt følgende mærkning:

Laboratorienummer Prøve

SV 03311 Borekerne mrk. 5:6, ABT16 160/220, 5,5%, 20%ÅAV, KGO-III SV 03312 Borekerne mrk. 5:7, ABT16 160/220, 5,5%, 20%ÅAV, KGO-III Af begge borekerne er der fremstillet to planslib og et tyndslib.

Planslibene

Der er af hver af de modtagne borekerner fremstillet 2 planslib, som er udskåret vinkelret fra kerneoverfladen og ned i prøven. Planslibets snitflade imprægneres med fluorescerende epoxy, som udfylder hulrum og evt. andre porøsiteter. Inden man foretager billedanalyse af prøverne, males eventuelle porøse sten over med sort tusch. Dette bliver gjort for at de porøse sten ikke skal blive medregnet ved hulrumsanalysen. Resultatet af billedanalysen samt billeder af de målte slib fremgår af bilag nr. 1.

Tyndslibene

Disse er ligeledes fremstillet ved et snit vinkelret fra overfladen således at man opnår at have ca. 40 mm af overfladen ("liggende"). Alle tyndslibene har en tykkelse på ca. 20 Pm.

Prøverne er imprægneret med fluorescerende epoxy. Epoxyen fylder alle hulrum, porøse sten og revner med forbindelse til prøvens snitflade.

I det følgende er de enkelte prøver beskrevet, først tyndslibene og dernæst af planslibene. De viste billeder af tyndslibene er, hvis ikke andet er nævnt taget ved en forstørrelse på 63x, hvor billedet svarer til et udsnit på ca. 1,5 x 2,0 mm. Ved beskrivelse af de enkelte tyndslib er ordet mørtel anvendt om bindemiddel, filler og mindre sten.

SV 03311

Der ses en del steder med manglende bindemiddel omkring stenene (eksempel på dette i figur 1). Fordelingen af stenmaterialet og filler i mørtlen er generelt god (figur 2 og 3).

Figur 1 25 X Eksempel på ”rene” stenoverflader.

(56)

Figur 2 Fordelingen af ”små” sten og filler i mørtlen.

Figur 3 med gipsfilter, Fordelingen af ”små” sten og filler i mørtlen. Billederne (bilag nr. 2.1)af de to planslib fra denne prøve viser, at hulrummene er jævnt fordelt. Hulrumsprocenterne ved billedanalysen er fundet til henholdsvis 5,1 og 4,3 vol.-% .

SV 03312

Bindemiddelhinderne er tykkere i dette slib (eksempler ses i figur 4), der ses ingen rene

stenoverflader nede i slibet. Fordelingen af stenmaterialet og filler i mørtlen vurderes til at være god (figur 5 og 6).

Figur 4 "Ren" stenoverflade i overfladen, SV 03312

Figur 5 Fordelingen af ”små” sten og filler i mørtlen, SV 03312

Figur 6 med gipsfilter, Fordelingen af ”små” sten og filler i mørtlen, SV 03312

Resultatet fra hulrumsbestemmelsen ved billedanalysen viser at de 2 planslib indeholder

henholdsvis 6,0 og 4,6 vol.-%. Hulrummene i denne prøve ser ikke ud til at være fordelt så jævnt som i SV 03311.