Nedbrytningsbenägenheten hos bärlagergrus : Fältförsök på provbanan vid Tystberga, 1975

Nedbrytningsbenägenheten hos bärlagergrus - fältförsök på provbanan vid Tystberga, 1975

tatens Väg- och trafikinstitut (VI'I) ' Fack - 581 01 Linköping

I

'

Nr* 63 ' 1977

ational-Road & Traffic Research lnstitute - Fack - 5458101 Linköping - Sweden

Nedbrytningsbenägenheten hos bärlagergrus

ø- 3

-fältförsök på provbanan vid Tystberga, 1975

heten hos bärlagergrus" som har bekostats av Statens vägverk och Svenska Byggnadsentreprenörföreningens. VägforskningSgrupp, i det sista fallet via ett

ram-anslag från Byggforskningsrådet.

INNEHÅLLSFÖRTECKNING sid

FÖRORD

SAMMANFATTNING

'4 IK

1.

BAKGRUND

1

2..

BESKRIVNING Av PROVBANAN

_*2

3.

'UNDERSÖKTA MATERIAL V

. 3

4.

PROPORTIONERING Av BERGGRUS TILL OLIKA

'

GRADERINGAR' _

4

5.

BESKRIVNING Av FÄLTUNDERSÖKNINGEN

5

6.

LABORATORIEANALYSER

8

7.

METODER ATT UTVÄRDERA NEDBRYTNINGEN

9

8.

RESULTAT

10

8.1 Inverkan av arbetsprocesser 10

8.1.1 Förändringar av finmaterialhalt <0,074 mm ' 10

8.1.2 Förändringar av halt passerande 4,0 mm

maskVidd 12

8.1.3' Förändringen av modifierat grovhetstal 12

8.1.4

Förändringen av sandekvivalentvärdet

13

8.1.5 Inverkan av gradering . 14

8.2

Separationen av bärlagergrusen

14

8.3 Inverkan av modifiering 16 8.4 Deformationerna av provsträckorna 17 8.5 Inverkan av petrografi 19 8.6 Resultat av bärighetsmätningar 20

8.7 Resultat av mätningar av skrymdensitet 22

9. SLUTSATSER 23

10. REFERENSER 25

Bilaga 1. Översikt av arbetSprocesser

Bilaga 2. Tabeller

Bilaga 4. Petrografiska beskrivningar

Nedbrytningsbenägenheten hos bärlagergrus - fältförsök

på provbana vid Tystberga 1974

av Peet Höbeda

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) Fack

581 01 Linköping

SAMMANFATTNING

Försök har gjorts på provbana, iordningsställd i en grusgrOp, att studera nedbrytningsbenägenheten av bär-'lagergrus, varav en del var modifierade i överytan med kalk eller kalkaktiverat slaggbindemedel. Provbanan har

varit cirkulär, med senaters diameter, och varje

prov-sträckas längd har varit 10 meter. Bärlagergrusen har

justerats, vältats och utsatts för lastbilstrafik. Prov

har tagits efter olika arbetsmoment för siktningsanalys för att bedöma graderingsförändringarna.

Undersökningen utgör en fortsättning på tidigare försök

på samma provbana (VTI Internrapport 260). Försök har

gjorts att framställa ett berggrus med tre olika

grade-ringar, något sOm dock vållat svårigheter då

skillnader-na i gradering blev små efter utläggning. Modifieringar-na med bindemedel gjordes för att studera effekten av en eventuell bindning i bärlagrens överyta på slitlagret. Bärlagergrusen har separerat starkt vid utläggning, vil-ket försvårat undersökning av nedbrytningseffekten.

Det visade sig att de sprödaste stenmaterialen, nämli-gen svagt kornfogad gnejs och porös hyttsten,

förändra-des mest av lastbilstrafiken, men förändra-dessa material hade 7

även de hålrumsrikaste och därmed också mest

nedbryt-ningsbenägna graderingarna. Ytlagret har påverkats mest

av trafiken. Bärlagergrusen är trots detta slitage fort-farande normenliga. Övriga material än de två nämnda har förändrats litet genom arbetstrafiken.

'Lerskifferrikt grus kunde förbättras genom inblandning

av kalkhydrat med väghyvelhibärlagrets övre del.

De_in-blandade slaggbindemedlen hade mindre verkan på berg-grus, bestående av granit och gnejs, men kall-väderlek

förhindrade även bindning.

Två lastbilar av samma viktklass, men med olika fordons-dynamiska egenskaper, utöVade västentligt olika verkan

på bärlagergrusen; Dåligt avfjädrade fordon rev upp

prov-ytorna, särskilt sådana som saknade tillräcklig kohesion i ytlagret.

Bärighetsmätningarna har gjorts på provsträckOrna och

endast små skillnader har erhållits. Det visade sig dock

att berggrus av hyttsten tenderade att få bättre och

mindre klimatinfluerade värden ån naturmaterialen.

l. BAKGRUND

Enligt provtagningar från krackeleringsskadade vägar har bärlagergruset strax under beläggning ofta varit

icke normenligt enligt Statens Vägverk, BYA (figur 1),

trots att enligt tidigare siktningsanalyser godkända material använts (jfr VTI Internrapport 210). Orsaken kan ha varit att bärlagergrusen nedbrutits av byggnads-trafik och möjligen även byggnads-trafik efter det att vägen

Öppnats. Det är därför angeläget att närmare klarlägga

de faktorer som bestämmer nedbrytningen av bärlagergrus OCh föreslå åtgärder att minska denna. En undersökning av arbetStrafikens inverkan har tidigare gjorts på prov-bana vid Tystberga (VTI Internrapport 260), men ytterli-gare kompletterande försök ansågs nödvändiga.

Det är lättare att kontrollera försöksförhållandena på

en provbana än vid pågående vägföretag. Vid föregående undersökning utsattes lO bärlagermaterial av olika petro-grafisk sammansättning för likartade påfrestningar av arbetstrafik. Inverkan av gradering visade sig vara

mycket stor, dessutom av faktorer som petrografisk

sam-mansättning och partikelform. Graderingen hos provmate-rialen var dock okontrollerad och vid senare undersök-ning skulle försök göras attbättre klarlägga betydel-sen av denna faktor. Föregående undersökning skulle även kompletteras med några nya provmaterial för att bättre belysa betydelsen av petrografisk sammansättning.

Vid tidigare försök på provbana blev främst ett ytligt

lager påverkat av byggnadstrafiken. Det skulle därför även undersökas om det är möjligt att minska nedbryt-ningen av bärlagergrusets överyta genom platsinbland-ning av en ringa mängd släckt kalk eller kalkaktiverad, malen hyttsand. Dessa medel förmodades kunna ge viss

kohesion åt partikelskelettet och bl a förhindra sådana

partikelomlagringar som resulterar i nedbrytning. En behandling av ett vägmaterial med ringa halt bindemedel

vas .

Vid sidan av fältförSöket skulle utföras kompletterande laboratorieundersökningar att utveckla en relevant

prov-ningsmetod för provning av motståndskraften hos bärla-gergrus mot nedbrytning. Det har nämligen framkommit

(VTI Internrapport 260) att den för beläggningsmaterial normerade styrkegradsmetoden icke står i relation till bärlagergrusens slitstyrka under byggnadstrafik. Samma sak gäller även utländska provningsmetoder som Los

Ange-lestal m m. Resultaten från proVbanan och vissa

erfaren-heter från Vägförhållanden skulle bilda "facit" vid

la-boratorieförsöken. En våtnötningsmetod, utvecklad enligt

amerikansk förebild, har tidigare undersökts (VTI Intern-rapport 80) men påkänningen har visat sig alltför mild

för de flesta svenska stenmaterial, även sådana som

bi-dragit till Vägskador. Våtnötningsförsök har dock

an-setts lovande i sammanhanget och har därför

vidareut-vecklats. Resultaten redovisas i VTI Rapport l4Ö.

2. BESKRIVNING AV PRO'VBANAN

Provbanan (figur 2) byggdes år 1974 och ha; beskrivits i

VTI Internrapport nr 189. Resultaten av den första un-dersökningen har redovisats i VTI Internrapport 260. Provbanans underlag och mellansträckor har kunnat åter-användas då de utförts av "Merolit", ett vägmaterial

som består av krossad hyttsten och kalkaktiverad, malen

hyttsand. Blandningen binder i fuktigt, packat tillstånd

till ett betongliknande material. Två bärlagergrus från

föregående undersökning har fått ligga kvar på provbanan

för modifieringsförsök.

3. UNDERSÖKTA MATERIAL

Det har visat sig önskvärt att undersöka en del

bärla-gergrus som medverkat till Vägskador på provbanan (jfr

VTI Internrapport 210). Sådana material var.d0ck sVåra

att framskaffa, då de ofta farmställts av berg i väglin-jen och upplagshögarna var borttagna. Mindre mängder av

några material har dock kunnat framskaffas för

komplet-terande laboratorieförsök, som redovisas i VTI Rapport 140.

AB Sabema i Göteborg ställde en betongstation till

för-fogande för prOportionering av ett-berggruS O-55 mm till

tre olika graderingar (jfr mom 4). Använda fraktioner

togs från en bergtäkt vid Kållered. Berggruset består petrografiskt sett av en blandning amfibolit och gnejs. Betongstationen var belägen i bergtäkt vid Vikan ooh färdigt berggrus 0-55 mm togs från upplag i täkten; Dete ta material utgjordes av gnejs.

Vid tidigare undersökning hade spröda bergartsmaterial

klarat påkänningen av byggnadstrafik bättre än väntat

såvida de haft god gradering med litet hålrum och ej varit alltför flisiga och icke tenderat att bilda plas-tiskt finmaterial. För att ytterligare undersöka ett. sprött material medtogs västsvenskt gnejs 0-25 mm från trakten av Sunne. Vissa fältundersökningar av nedslit-ningen av detta material vid vägföretaget Sunne - Tors-by har även gjorts av vägverket (DDa i Karlstad) men en

sammanställning har visat sig svår, då vägen grusats

un-der observationstiden med grusgropsmaterial.

För att komplettera erfarenheterna med naturmaterial prövades krossad hyttsten 0-35 mm från OXeIÖSUnds stål-verk. Användningen av hyttsten som vägmaterial beskrivs i VTI Rapport lll.

Två provmaterial, nämligen granitiskt berggrus 0-25 mm

bli på provbanan från förSta undersökningen, då de

skulle modifieras medkalk resp kalkaktiverat slaggbin-demedel. Materialen omblandades med väghyvel för att ' borttaga det nedslitna ytlagret.

Slutligen medtogs bärlagergrus från grusgropen 1 Tys

-berga, där provbanan är belägen. Gruset hade också

un-Vdersökts tidigare och aVsågs därför att användas som re-ferensmaterial.

Provmaterialens siktningskurvor redovisas i figur 3-7 och petrografin beskrivs i bilaga 4. Resultat från prov-ningar av styrkegrad och sliptal framgår av tabell 1. Dessa metoder föreskrivs vid beläggningsmaterial av

Statens vägverk, BYA, men icke för bärlagergrus.

4.

PROPORTIONERING AV BERGGRUS TILL OLIKA

GRA-DERINGAR

'

Genom tillmötesgående av disp Bornell, AB Sabema, fick

VTI disponera firmans betongstation i Vikan, Göteborg, för framställning av berggrus med olika kornfördelning. Tre graderingar, benämnda "grov", "medel" oCh "fin"

planderades med finmateiralhalter på ca 3, 6 resP 9

viktprocent (figur 8). Firmans laboratorium.utförde en proportionering med tillgängliga fraktioner (tabell 2). Kontrollsiktning, utförd av VTI, visade dock avvikelser från önskade graderingar (figur 9-10) men det ansågs.att ytterligare laboratorieförsök icke behövde göras. Kon-staterade differenser skulle utan större svårighet

kun-na korrigeras sekun-nare i betongstationen.

Berggrusen framställdes 77-10-05. Färdigt material.togs\ med hjullastare från frifallsblandarenoch lastades på

lastbilar. Det ansågs att materialseparationen kunde

motverkas på så sätt. Berggrusen transporterades nästa dag till provbanan.

Tyvärr framkom vid senare siktningsanalys att grade-ringarna avvek starkt från de planerade och var t o m sämre än vid föregående laboratorieproportionering

(jfr figur 3 och 87; Finmaterialhalterna blev höga och gradering "fin" var ej godkänd till bärlagerändamål en-ligt BYA, men även gradering "medel" hade genomsnitt-ligen alltför hög finmaterialhalt.

En orsak till det dåliga resultatet kan vara att de in-matade fraktionerna kom från en annan stentäkt och hade icke tidigare använts i betongstationen. Vidare kan ett elektriskt fel ha påverkat proportioneringen. Förförsök i full skala med provsiktning före leverans hade krävts för ett lyckat resultat.

5. BESKRIVNING AV FÄLTUNDERSÖKNINGEN

Vissa förändringar av arbetsprocesserna har gjorts i jämförelse med föregående underSökning enligt Intern-rapport 260, Speciella moment som modifiering av några bärlagergrus genom hyvelblandning av såväl släckt kalk som slaggbindemedel har medtagits. Bilaga 1 ger en över-sikt av samtliga arbetsmoment och tab 3 av utförda prov-tagningar. Färre provtagningar har gjorts än föregående

gång för att minska på de tidskrävande

siktningsanaly-serna. Mätningar av bärighet och skrymdensitet har gjorts efter vissa arbetsprocesser.

Tyvärr påbörjades undersökningen sent på året (75-10-10). Några nätter med nattfrost hade konstaterats och för att kunna utföra planerade modifieringar med kalk och slagg-bindemedel anskaffades betongtäckmattor för att skydda provsträckorna och möjliggöra de kemiska processerna.

Först provtoqs de på provbananrtippade materialen

(prov-tagning 1). Samtliga provsträckor grovjusterades sedan med väghyvel (Volvo BM 12), försedd med tandat blad. En bandtraktor användes för grovjustering vid

föregående undersökning, men medtogs inte denna gång

då maskinen normalt icke används för bärlagergrus. Provtagning 2 utfördes efter justeringen, varvid två prov togs från varje provsträcka. Inblandning av kalk och kalkaktiverat slaggbindemedel gjordes 75-10-11. Ty-värr levererades malen kalksten i stället för släckt kalk och utspreds på Brunflogruset. Misstaget upptäck-tes dock och kalkstensmjölet blandades i gruset med hjälp av väghyvel. Provmaterialets finmaterialhalt

kom-därigenom att öka med ca 0,8 viktprocent räknat på hela

lagertjockleken (10 cm). Kalksten utgjorde även tidiga-re en naturlig beståndsdel i detta grusmaterial (jfr

bilaga 4). Släckt kalk inarbetades sedan ner till ca

5 cm djup i gruset tills en jämngår färgton erhölls, som ansågs indikera god blandning. Slaggbindemedlet in-blandandes på samma sätt i berggrusen från Linköping resp Kållered ("medel"). Dessa arbeten gjordes vid en temperatur som varierade mellan +5 och +10 0C.

Samtliga provsträckor vattnades sedan och utsattes för 4 överfarter av en 3,5 tons vibrerande vält. Det hårda, betongliknande slaggunderlaget gjorde att god packning erhölls. På grund av de väsentligt olikagraderingarna kunde samtliga material icke erhålla rätt vattenkvot genom vattningen. Kvoten blev således alltför hög i de tätaste och låg i de grövsta materialen. Hyttsten och berggrus Kållered "grov" utsattes också för en extra

välttur då de ansågs särskilt svårpackade. Sista

vält-turen på Brunflogruset gjordes dessutom utan vibrering för att undvika pumpning av lerigt finmaterial till överytan.

På grund av risk för nattfrost täcktes modifierade

prov-sträckor med betongtäckmattor, något som även i fort-sättningen gjordes mellan de olika arbetsmomenten.

Provtagning 3 gjordes 75-10-23 från packade provsträckor. Två prov togs av varje väghalva. Samma dag mättes skrym-densiteter med vattenvolymmeter.

Lastbilstrafiken påbörjades 75-10-27. En tvåaxlad Scania

L 111 lastades med grus till en totalvikt av 15 tOn. Ef-ter 250 överfarEf-ter gjordes provtagning 4, varvid prov

togs från båda hjulspåren.

Ytterligare 750 överfarter gjordes 75-10-29, varefter provtagning 5 utfördes efter totalt 1000 överfarter.

Samma dag utfördes dessutom bärighetsmätningar, både med fallvikts- och p1attbelastningsutrustning samt bestämning av skrymdensitet.

Deformationerna av provsträckorna hade i jämförelse med

föregående undersökning blivit ganska små efter 1000

överfarter. För att öka påkänningen lastades bilen med ytterligare grus, men mer än 17 tons totalvikt kunde ej

erhållas. Därefter utfördes 800 överfarter. Då

påfrest-ningen ännu verkade liten beslöts att man skulle använ-da sig av samma lastbil, en tvåaxlad Scania L 76, som varit tillgänglig vid föregående undersökning. Bilen var tämligen utsliten och hade blivit ställd som reserv i vägförvaltningens bilpark. Denna bil, som bedömdes ha slitit mer på bärlagergrusen än den nya, utförde 200 varv 75-11-11. Provtagning 6 gjordes därefter efter

to-talt 2000 överfarter.

Försöket avsågs att fortsättas tills totalt 1000 varv överfarter gjorts med den mer slitande lastbilen. Ty-värr havererade den (75-11-20) efter ytterligare 300 överfarter. Totalt hade då gjorts endast 500 överfarter

med denna bil.

punkten, saltades provbanan av Vägverket på morgonen. De modifierade provsträckorna hade varit täckta under ånatten. Förnyade bärighetsmätningar (plattbelastningar)

gjordes 75-12-03 efter en längre mildperiod utan att provbanan utsatts för mer trafik. Tyvärr hade betong-täckmattorna delvis blåst loss under hårda stormar, varför delar av de modifierade provsträckorna period-vis kunnat frysa.

6. LABORATORIEANALYSER

De olika provmaterialen undersöktes med avseende på styrkegrad enligt metoder Ao llO:II 4;2.l.2.l och

llO:II 4.2.1.22 beskrivna i Vägverkets

verksamhetshand-bok. Provfraktionerna 8,0-ll,2 mm har i de flesta fall

siktats från bärlagergrusen, vilket gett höga flisig-hetstal. Lägre flisighetstal och därmed bättre styrke-grader hade sannolikt erhållits i flera fall om mate-rialen krossats till lägre flisighetstal som görs för beläggningsmaterial. Sliptalet har icke bestämts för de levererade bärlagergrusen, utan resultat från tidi-gare provningar har använts. Provningsvärden presente-ras i tabell 1.

Samma typ av analyser gjordes vid föregående

undersök-ning (VTI Internrapport 260). De inkomna proven torka-des och vattenkvoterna bestämtorka-des. På grund av svårig-heter att arbeta i VTI:s ännu icke fullt färdiga

labo-ratorielokaler skickades«de flesta, först meddelade,

proven till Vägverkets laboratorier i Jakobsberg och

Linköping för siktningsanalys. Material, som icke

åt-gick till dessa analyser, sparades för kompletterande

sandekvivalentanalyser, som gjordes i enlighet med AASHO T 176. Denna metod används i ett flertal länder

vid bedömning av bärlagergrus och anses ge ett mått på

finmaterialets plasticitet, som är av betydelse för bä-righeten vid höga vattenkvoter. En beskrivning av meto-den ges i VTI Rapport l40. Hydrometeranalyser har icke

gjorts, då dessa gav ringa kompletterande information

vid föregående undersökning.

7. METODER ATT UTVÄRDERA NEDBRYTNINGEN

Olika sätt att bestämma nedbrytningen av bärlagergrus

har diskuterats i VTI Internrapport 260. Det viktigaste

kriteriet utgör vanligen halten av finmaterial

(<0,074 mm). Bärighetsegenskaper vid hög vattenkvot be-stäms nämligen i hög grad av finmaterialets halt och plasticitet. Halter passerande 0,074 mm maskvidd har beräknats, dels för hela siktningskurvan upp till övre partikelstorlek, dels för material 0-16 mm. Det senare har gjorts för att underlätta jämförelser mellan mate-rial med olika gradering och övre partikelstorlek. Vid jämförelse av resultat med BYAzs gränskurvor måste dock hela graderingen bedömas.

Halten material <4,0 mm har beräknats som tidigare dels för hela graderingen, dels för material 0-16 mm. För-ändringen av denna halt ger en viss uppfattning om ned-brytningen i siktningskurvans mellanregister (mom 8.1.2). Grovhetstalet, som är ett mått på ytan över siktnings-kurvan, möjliggör talmässiga jämförelser mellan olika graderingar. Kornfördelningen med ganska olika förlopp kan dock erhålla samma värde. Grovhetstalet definiera: des ursprungligen endast för material ner till 0,125 mm

maskvidd, men i detta sammanhang har hela siktningskur-van, ner till 0,074 mm maskvidd, beräknats. Det

erhåll-na värdet benämns därför modifierat grovhetstal (jfr mom 8.l.3).

Förändringen av sandekvivalentvärde kan i viss mån

hjälpa till att klarlägga brytningsmönstret hos bär-lagergrus. En stor nedsättning av värdet indikerar så-ledes att plastiskt finmaterial bildats. Detta gäller dock icke om det oslitna gruset redan innehåller plas-tiskt finmaterial, (jfr mom 8.1.4).

8. RESULTAT

8.1 Inverkan av arbetsprocesser

8.l.l Förändringar av finmaterialhalt <0,074 mm Finmaterialhalter efter samtliga arbetsmoment framgår av tabell 4 och figur 14-22. Spridningen har blivit stor beroende på materialseparationen, som diskuteras

i mom 8.2. Värdet från provtagning 1 för berggrus från

Sunne är sannolikt felaktigt och det från provtagning 2 räknas därför som representerande

ursprungsmateria-let (figur 7). Det måste i sammanhanget bortses från

enstaka, starkt avvikande värden och diagrammen kan

enbart Visa tendenser. Värden från yt- och djuplager

har medtagits om de kunnat åtskiljas med någorlunda

säkerhet. Som komplement har finmaterialhalterna för de viktigaste provtagningarna illustrerats i histogram

(figur 23-26). Värdena för ursprungsmaterial har där-* vid erhållits som medeltal av provtagningar 1 och 2, d v s tippat resp hyveljusterat material. Inverkan av materialseparation torde därvid få något mindre bety-delse. Enligt tidigare undersökning förorsakade juste-ringen med väghyvel i sammanhanget litet slitage på bärlagergrusen. Nedbrytningen vid följande arbetsmo-ment kan lätt utläsas. Provtagning 3 visar inverkan av vältning samt 6 och 7 av lastbilStrafik. Båda sistnämn-da provtagningar har medtagits beroende på den osäker-het som vållas av separationen.

Den mest tydliga nedbrytningen har erhållits för

ll

grus från Sunne och för hyttsten, som har de högsta sprödhetstalen av undersökta material. Justering och vältning verkar redan ha förorsakat viss nedslitning, främst i ytlagret, och genomsnittliga finmaterialhalter stiger sedan med varje provtagning. Detta beror med all sannolikhet icke enbart på materialens hållfasthetsegen-skaper, graderingarna är nämligen hålrumsrika från bör* jan, något som ökar materialens nedbrytningsbenägenhet.

Båda materialen uppfyller BYA:s krav på bärlagergrus

även efter arbetstrafik och konstaterad nedbrytning

kan t'o m vara gynnsam från bärighetssynpunkt, då täta-re partikellagring erhålls.

En fältundersökning av berggrus från Sunne har gjorts

av Vägverket (DDa, Karlstad), varVid upprepade provtag-ningar gjorts från väg trafikerad av byggnadsfordon

un-det tiden juni - sept 1975. Tyvärr påfördes även ett

grusgropsmaterial under observationstiden, varför en närmare bedömning av nedbrytningen icke låter sig göras.

Ett fåtal provtagningar har dock gjorts från ställen där grus ej påförts och det verkar som nedbrytningen

blivit tämligen liten.

Övriga bärlagermaterial har påverkats mindre av

arbets-processerna än de två ovannämnda. Finmaterialhalter har

antingen förändrats mycket litet eller också ökat först vid provtagning 7, d v s efter de sista 300

överfarter-na av den mer slitande lastbilen. Före provtagning 6 hade dock 200 överfarter gjorts med samma lastbil, utan

att motsvarande nedbrytning kunnat konstateras, något

som är svårförklarligt.

De provmaterial som förändrats minst under arbetstrafi-ken är de två, med slaggbindemedel behandlade,

berggru-sen från Kållered och Linköping samt bergrus från

Kålle-red med gradering "fin". Detta förklaras sannolikt av att viss kohesion funnits i materialen antingen av det

icke reagerade slaggbindemedlet (jfr 8.3) eller också

den höga finmaerialhalten. Det kalkmodifierade gruset med dålig petrografisk sammansättning uppvisar däremot viss ökning av finmaterialhalten vid provtagning 7.

Jämförs prov från yt- och djuplager framkommer det att

påtagliga skillnader i nedbrytning finns vid samma

.provmaterial som fått mest finmaterial i ytlagret

(hyttsten, berggrus från Sunne och Vikan).

8.1.2

förändriagarjz .halkpâsâesaads 5149 mmmâsls:

21%:

Det framkommer av tabell 5 och figur 27-30 att endast

små förändringar skett inom mellanregistret av frak-tionsskalan. Inverkan av arbetstrafik märks främst för berggrus från Sunne, Kållered "grov" och Vikan samt för hyttsten. Materialseparationen försvårar dock jämförel-ser, i flera fall kan t o m bottenlagret ha erhållit

högre halt passerande 4,0 mm maskvidd än ytlagret.

8.1.3 görändringen_ay modifierat_groyhet§t§l

Det modifierade grovhetstalet är enligt föregående un-dersökning icke lika lämplig för bedömning av

nedbryt-ning som halterna material passerande 0,074 och 4,0 mm

maskvidder. Prov tagna från ytlagret sammanfattas i

tabell 6. Tydliga skillnader kan, liksom tidigare, kons-tateras främst för berggrus från Sunne och Vikan samt

hyttsten. Relateras det modifierade grovhetstalet från

de olika provtagningarna till halter material <4,0 mm

erhålls samband med likartade lutningar (figur 31). Så

blir icke fallet vid motsvarande diagram med material

passerande 0,074 mm maskvidd. Det kOnstaterades även

vid föregående undersökning att finmaterialökning, upp-kommen genom nedbrytning, återspeglas dåligt genom det modifierade grovhetstalet. Sistnämnda parameter

rar således bättre till grovkrossning än

finmaterial-bildning.

8.1.4 görändringen_ay sandekyiyalentyärdet

En sammanställning av sandekvivalentvärden (prov från ytlagret) ges i tabell 7. Ett värde utgör medeltalet av minst två försök, i de flesta fall har dock fler bestäm-ningar utförts. Provtagning 2 representerar här

ur-sprungsmaterialen, då proven från den första provtag-ningen hade förkommit efter siktningsanalyserna.

Sandekvivalentvärdet påverkas i första hand av ler- och

silthalterna i proven. Det nedsätts vid ökande halt av nämnda beståndsdelar. Vanligen sägs i vägföreskrifter

att sandekvivalentvärdet ej understiger 30 eller 35 för bärlagermaterial. Hyttsten och berggrus från Sunne har, trots relativt hög nedbrytning, sandekvivalentvärden, som ligger högt över nämnda gränsvärden, vilket tyder

på att ett icke plastiskt finmaterial bildats genom

arbetstrafikens slitage.

De båda naturgrusmaterialen från Brunflo och Tystberga har båda från början låga och enligt utländska före-skrifter icke acceptabla sandekvivalentvärden. Vid så låga värden förlorar dock metoden i känslighet och en-dast små utslag erhålls vid ofta avsevärda ökningar av finmaterialhalten (jfr VTI Internrapport 260). Grusen,

som tydligen innehåller plastiskt finmaterial, visade

även tendens till plastisk deformation under

lastbils-trafik (jfr 8.4).

Berggrus från Kållered med gradering "fin" och "medel" har erhållit lägre sandekvivalentvärde efter

arbets-trafik än vad som anses acceptabelt hos bärlagermaterial. Siktningskurvan för gradering "fin" ligger samtidigt

ovanför övre bärlagergränskurvan i BYA. Övriga berggrus

har godkända sandekvivalentvärden, varvid marginalen

är minst för Kållered, gradering "grov", likaså det

slaggmodifierade materialet.

8.1.5 ;nyerkan_ay gradering

Graderingens betydelse i samband med nedbrytningsbenä-genhet har diskuterats i VTI Internrapporter 210 och 260. Det har visats av ett flertal forskare, främst ge-nom laboratorieförsök, att nedkrossningen av stenmate-rial ökar med grövre och hålrumsrikare gradering och minskande halt av finmaterial. "Idealt" graderade sten-material med lågt hålrum är litet nedbrytningbenägna

vid icke alltför dålig petrografisk beskaffenhet.

Norm-enligt bärlagergrus ska låta sig packas till lågt hål-rum i vägen samtidigt som vattengenomsläppligheten icke får vara för låg.

Tyvärr lyckades icke pr0portioneringen av berggrus från Kållered till tre olika graderingar och finkornhaltiga-re material erhölls än vad som avsetts. Skillnaderna blev tämligen små mellan graderingarna och finmaterial-halten var hög t o m i gradering "grov". Av figur 23-26 framgår dock en viss tendens till ökad nedbrytning vid öppnare gradering med mindre finmaterialhalt, även om

resultatet måste anses osäkert.

8.2 Separationen avâbärlagergrusen

Det framgår av figur 13-22 att provmaterialen är mycket starkt separerade på provbanan, detta gäller särskilt berggruset från Sunne (figur 5). Vid tippning oCh

jus-tering av grusen eftersträvades dock att undvika

sepa-ration, något som lyckats dåligt. Sämre resultat verkar

vägen ha erhållits beroende på större forcering av

fält-försöket, delvis annan personal m m. De två

_Lb

alen från föregående undersökning (Linköping och Brun-flo) var även mindre separerade än de flesta nya bärla-germaterialen (figur 4 och 5).

Problemen vid provtagning av bärlagergrus har diskute-rats i Internrapport 260. Stor materialseparation har konstaterats även vid utländska undersökningar. Ett

tyskt prOvvägsförsök har nyligen redovisats (Brand 1976). Separationen av några olika berggrus (verkblandat s k

"Mineralbeton") bestående av basalt, kalksten och porös

lava studerades, dels efter framställning i verk, dels efter utläggning. Förutom ostabiliserade

bärlagermate-rial undersöktes även basalt, som tillsatts 2,5

vikt-procent höghydraulisk kalk.

Tio prov togs av varje material, dels från stillaståen-de band i verket, stillaståen-dels från provsträckorna. Separat10+

nen bestämdes genom variationskoefficienten för sikt-ningsanalyserna. Som mått på gradering togs dels halter passerande olika maskvidder, dels ett med grovhetstalet besläktat graderingsmått, A. Stark separation konstate-rades redan i verket, men den ökade betydligt efter ut-läggning. Figur 32 visar spridningsområdet för siktnings-analyser från båda provtagningstillfällena för ett mate-rial (basalt) och figur 33 ger variationskoefficienterna vid olika maskvidder för samtliga material i

prov-sträckorna. Spridningen ökar i regel något med grövre maskvidd. Intressant är också den ringa separationen hos bärlager av kalksten, något som möjligen kan bero på en viss kohesion hos finmaterialet. Bindemedelstill-satt basaltmaterial separerar även betydligt mindre än

motsvarande ostabiliserade material, sannolikt beroende

på kohesionen hos bindemedlet.

Brand anser att en så stor separation som konstaterats

omöjliggör bedömning av bärlagergrus genom provtagning från vägen. Andra forskare kan vara mindre pessimistiska i detta avseende (jfr Internrapport 260). Brand påpekar

dock samtidigt att konstaterade graderingsvariationer

icke verkar betyda så mycket för bärigheten.

Plattbe-lastningsförsök har nämligen gjorts på provsträckorna och bärighetsvärdena sprider sig mindre samt tenderar

att få allt mindre variationer med tiden, sannolikt

beroende på trafikens efterpackning (jfr figur 34). En utjämning av graderingsvariationer är även tänkbar ge-nom en viss nedbrytning av svaga material, något som kan påverka bärighetsvärdena i gynnsam riktning.

*8,3 Inverkan av modifiering

Det framkom vid tidigare undersökning att om partikel-rörelser kan förhindras uppkommer knappast nämnvärd nedbrytning. Partikelomlagringar motverkas av gradering med lågt hålrum och kohesion hos finmaterialet. Kohe-sion erhålls främst genom en viss lerhalt i finmateria-let, men ett bärlagergrus med hög lerhalt blir

vatten-känsligt. Försök har därför gjorts att erhålla en icke

vattenkänslig bindning genom modifiering av grusen med ringa halter av kalk resp kalkaktiverat slaggbindemedel.

Egenskaper hos slaggbindemedel har diskuterats något i

VTI Rapport lll.

Det kalkbehandlade, krossade naturgruset från Brunflo innehöll hög halt av finmaterial från början och var icke normenligtsom bärlagermaterial enligt BEA. Lerskif-ferkomponenten hade till stor del sönderfallit till le-rigt finmaterial vid föregående undersökning genom ar-betstrafiken. Enligt figur 22 konstateras mycket liten nedbrytning av modifierat grus, särskilt innan den mer slitande lastbilen kom till användning. Några av last-bilsöverfarter betingade stora deformationer av vägba-nan av den typ som tidigare konstaterats har icke heller uppkommit, trots att materialet försämrats graderings-mässigt sedan föregående undersökning. Kalken har tyd-ligen kunnat utöva en korttidseffekt (flockulering) på

.L/

lerbeståndsdelarna. Långtidseffekter (puzzolanreaktio-ner) kan däremot icke uppkomma på så kort tid.

Anders-son och FredriksAnders-son (1962) har även nämnt att lerskif-ferrika naturgrus kunnat förbättras genom kalkstabili-sering och använts i vägöverbyggnad.

Brunflogruset var det enda av försöksmaterialen som ha-de tillräcklig lerhalt för kalkbindning. Berggrus från Linköping och Kållered, det senare gradering "medel", behandlades istället med slaggbindemedel. Provmateria-len slets i ringa omfattning av arbetstrafiken (figur 3). De modifierade provsträckorna var även mindre de-formationsbenägna än de obehandlade (jfr nedan). Någon

bindning har icke kunnat uppkomma beroende på kort tid

och kall väderlek (jfr VTI Rapport lll), Slaggbindemed-let har.dock genom sin halt ökat halten finmaterial i berggrusen och därigenom gett en viss kohesion som bi-dragit till större motståndskraft mot trafikslitaget;

8.4 Deformationerna av provsträckorna

De av lastbilstrafiken åstadkomna deformationerna har

bedömts okulärt. Det framkom redan efter ett fåtal

över-farter att hyttstensmaterialet var stritt och saknade

kohesion i ytlagret. Partiklar sögs upp av däcken och kastades åt sidan, varvid vallbildningar uppkom runt hjulspåren. Samma sak observerades för berggrus från

Sunne, dock i mindre omfattning. Båda materialen hade

lägre finmaterialhalter än andra bärlagergrus och fin-materialet saknade även plastiska egenskaper Cp g a hö-ga sandekVivalentvärden). Övrihö-ga berggrus deformerades i liten omfattning.

Krossat naturgrus från Tystberga var av sandig samman-sättning och hade relativt hög halt av finmaterial med plastiska egenskaper (lågt sandekvivalentvärde). Gruset

deformerades också plastiskt i överytan och

däcken lämnade skarpa avtryck utan att någon kastning av partiklar förekom.

Allmänt kan sägas att ifyllda provhål bildade_svagheter

och materialet revs upp trots att prOVpunkterna packats med vibrerande platta.

Ostabiliserade materials bärighet är avhängiga av vat-tenkvoten och vid höga kvoter kan bärigheten gå förlo-rad. Tabell 8 ger en översikt av vattenkvoterna i

pro-ven. Spridningen är dock alltför stor för några

slut-satser.

Deformationerna är i överraskande omfattning beroende av fordonstypen. De båda använda lastbilarna var av samma storleksklass, men den första var väl avfjädrad och försedd med radialdäck. Den var betydligt

skonsam-mare mot provsträckorna än den senare, som var dåligt

avfjädrad och försedd med diagonaldäck. Denna lastbil rev upp ytlagret fläckvis genom stötverkan och tenden-ser till korrugering och potthålsbildning kunde iakt-tagas på en del sträckor. Sådana svagheter kan försto-ras och förökas snabbt. Antal överfarter var dock allt-för liten allt-för att sådant slitage kunde fortskrida. De dynamiska fordonsegenskaperna verkar därmed vara mycket viktiga i sammanhanget. Det diskuterades vid försöks-planeringen att även trafikera provsträckorna med las-tad dumper. Detta blev dock icke gjort, då det förmoda-des att fordonet var tämligen skonsamt mot

provmateria-len beroende på lågtryckdäcken. En dålig avfjädring

ver-kar dock kunna spela ännu större roll. Sannolikt är

has-tigheten hos fordonen även av betydelse då stötverkan

ökar med hastigheten.

Det icke kalkmodifierade Brunflogruset hade deformerats mycket starkt av lastbilstrafiken vid föregående

under-sökning och skjuvbrott hade uppkommit. Vissa smärre plastiska deformationer uppkom även i modifierat

19

rial. Det blev smetigt i ytan men provsträckan förblev trafikerbar och var betydligt bättre än tidigare. Vid provgrävning konstaterades att materialet hade erhållit viss klumpstruktur genom kalkens flockulerande verkan. De med kalkaktiverat slaggbindemedel modifierade prov-sträckorna uppvisade ganska tydliga skillnader i för-hållande till de icke behandlade. Provsträckan med berg-grus från Linköping hade Viss tendens att rivas upp och korrugeras vid föregående undersökning. Det modifierade berggruset visade ingen sådan tendens, ytan förblev

jämn och fick t o m något glättat utseende. Samma ver-kan av modifiering kunde även konstateras för berggrus från Kållered, varvid gradering "medel" behandlats med slaggbindemedel. Mindre upprivning av ytlagret konstate-rades än för icke modifierade gradering "medel". Prov-sträckan var även något bättre än gradering "fin", där det "naturliga" finmaterialet gav kohesion. Någon sam-mankittning av korn genom bindemedlet kunde icke

kons-tateras i slaggmodifierade material.

8.5 Inverkan av petrografi

Betydelsen av petrografiska faktorer på nedbrytnings-benägenhet har diskuterats i VTI Internrapport 260 och Rapport 140. De i aktuell undersökning mest intressan-ta materialen är porös hyttsten och sprött berggrus från Sunne. Det har tidigare visat sig att spröda ma-terial kan vara litet nedbrytningsbenägna, såvida

gra-deringen och partikelform är lämpliga. Det framgår dock

av figur 23-26 att ovannämnda spröda material verkar ha varit de mest nedbrytningsbenägna. Detta beror ej

en-bart på materialegenskaperna. Båda hade från början

ock-så de olämpligaste graderingarna från slitagesynpunkt.

Kohesionen var minst inom dessa material, vilket

resul-terat i partikelrörelser som befrämjar nedbrytning. Det observerades också att partiklar av Sunnegnejs erhöll

en viss kantrundning i ytlagret av provsträckan. Ök-ningen av finmaterialhalter genom nedbrytning får dock anses tolerabel för materialen.

SandekvivalentbeStäm-ningarna visar även att plastiskt finmaterial icke bil-dats, något som också framgår av den_petrografiska

sammansättningen (bilaga 4).

Gnejsmaterialen från Kållered och Vikan är båda av täm-ligen god petrografisk beskaffenhet. Berggrusen av det

förstnämnda, som hade tre olika graderingar, utmärks av höga finmaterialhalter, vilket minskar nedbrytnings-' benägenheten. Amfibolitkomponenten i berggruset har en viss tendens att bilda plastiskt finmaterial, något som

återSpeglas i tämligen låga sandekvivalentvärden.

Det av åsgrus framställda bärlagergruset från Tystberga

har en betydligt sandigare och finmaterialrikare grade-ring än vid föregående undersökning. Detta visar de stora variationer som kan förekomma i material från samma grustäkt. Det var därför icke möjligt attdanvända gruset som referens till föregående undersökning, även om den petrografiska sammansättningen är likartad. Ti-digare konstaterades helt obetydlig nedbrytning av det-ta material. Den ökade finmaterialhalten vid provdet-tag-

provtag-ning 7 verkar därför diskutabel och kan bero på

separa-tion (figur 15).

8.6 Resultat av bärighetsmätningar

Nedbrytningsstudierna kompletterades med bärighetsmät-ningar, varvid VTI:s bil för statisk plattbelastning och Vägverkets fallviktsutrustning, den senare statio-nerad i Nyköping, togs i bruk. Avsikten var att vidi olika tillfällen jämföra de båda metoderna, men då de

också var upptagna på annat håll, kunde detta icke

ge-nomföras. Vid två mättillfällen togs prov för vatten-kvotsbestämningar (tabell 8).

Zl

Innan bärlagermaterialen utlades på provbanan gjordes mätningar dels på det hårdnade slaggunderlaget, dels

två från föregående försök kvarliggande bärlagergrus (tabell 9). Figur 35 visar sambanden mellan resultat

från statiska resp dynamisk belastning. Medtas

mät-värden från tjockare (ca 20 cm) slaggmellansträckor framkommer ett annat samband (figur 36). Den ;statis-ka metoden ;statis-kan ha större djupver;statis-kan än den dynamis;statis-ka,

varigenom inverkan av lagertjocklek blir större.

'Resultat från fallviktsmätningar utförda dels direkt efter vältning, dels efter 1000 lastbilsöverfarter,

framgår av tabell 10 och figur 37. Skillnaderna är

täm-ligen små mellan provmaterialen. Hyttsten har erhållit

de bästa bärighetsvärdena efter lastbilstrafik, trots

den öppna graderingen och markanta spårbildningen i ma-terialet. Andra material med hålrumsrik gradering

(berggrus från Sunne och Vikan) tenderar dock att få de sämsta bärighetsvärdena. Hyttsten verkar vidare icke ha påverkats lika mycket av fuktighet som naturmateria-len. Anmärkningsvärt är även att det i överytan kalkbe-handlade Brunflogruset, som har dålig petrografisk sam-mansättning, erhållit tämligen god bärighetsvärden. Nå-Några bärighetsförbättrande effekter som beror på

salgg-bindemedlet, kan icke spåras för modifierade

Kållered-och Linköpingmaterial.

Plattbelastningar har gjorts efter 1000 och 2300 över-farter med lastbil. Provbanan frös till natten före den

sista mätningen, varför den saltades på morgonen. Av

tabell ll och 12 samt figur 38 framgår dock att bärig-heten hos provsträckorna ökat starkt genom tjälning och

saltet har tydligen haft otillräcklig djupverkan.

Int-ressant är även att hyttstensmaterialet knappast

påver-kats av tjäle, möjligen beroende på att materialet kan ha vissa vattenfrånstötande egenskaper (jfr VTI Rapport

lll).

farter. Vattenkvoten i materialen hade ökat under tiden och bärighetsvärdena är enligt tabell ll och figur 38 lägre än efter 1000 överfarter, en viss uppluckring bör även ha ägt rum genom frysning. En viss tendens till bättre bärighet med ökande finmaterialhalt kan skönjas för de tre graderingarna av berggrus Kållered. Ett bär-lagergrus som ligger under bituminösa lager bör dock ej ha hög finmaterialhalt. Avdunstningen förhindras

nämli-gen och vattenkvoten kan bli så hög i bärlagret att

krackeleringsskador uppträder i beläggningen.

Sambandet mellan värden från plattbelastningns- och

fallviktsmätning bestämda efter 1000 lastbilsöverfarter

framgår av figur 39. Skillnaden i bärighetsvärden är

dock liten och spridningen stor. Bättre samband erhölls

vid mätningar på enbart slaggunderlaget, som utgör ett mer enhetligt material (jfr figur 35 och 36).

8.7 Resultat av mätningar av skrgmdensitet Nedbrytningen av ett bärlagergrus bestäms i hög grad

av hålrummet i det packade materialet. Hålrummet beror

bl a av faktorer som gradering, partikelform och

fin-materialegenskaper. Ett lågt hålrum är som tidigare på-pekats fördelaktigt från nedbrytningssynpunkt då

partik-larna kan avlasta varandra och omlagringar, som

föror-sakar kantnötning och finmaterialbildning, förhindras.

Vid föregående undersökning bestämdes skrymdensiteten i

provmaterialen efter olika påkänning av byggnadstrafik. Till att börja med användes en vattenvolymeter av väg-verkets modell (diameter hos provhålet ca 15 cm),

sena-re en något störsena-re volymmeter (motsvarande diameter ca 19 cm). I båda fallen erhölls otillfredsställande resul-tat, sannolikt beroende på att gummiblåsan ej låg helt

23 an mot provhålets väggar.

I samband med provtagning 3 och 5 vid aktuell

undersök-ning gjordes mätundersök-ningar med båda vattenvolymmetrarna.

Som tidigare erhölls otillförlitliga värden, i vissa

fall t o m negativa hålrumsvärden (tabell 13). Det är

därför angeläget att någon tillförlitlig mätmetod för bestämning av skrymdensitet hos bärlagergrus utvecklas.

9._ SLUTSATSER

Bärlagergrus separerar starkt i upplag och vid

utlägg-ning samt det_är förenat med stora svårigheter att ta

representativa prov. Separationen försvårar undersök-ningar av det slitage som åstadskoms av arbetstrafiken.

Det har icke varit möjligt att undersöka ett så stort antal prov som fordras för statistiska beräkningar. De material som har de högsta sprödhetstalen (gnejs och hyttsten) har förändrats mest av byggnadstrafiken. Dessa

har dock samtidigt haft de grövsta, hålrumsrikaste

gra-deringarna, vilket ökat nedkrossningen. Ett icke

plas-tiskt, föga vattenkänsligt finmaterial har även bildats

och sannolikt kan bärlagermaterialen snarare ha förbätt-rats än försämförbätt-rats rent bärighetsmässigt genom en viss nedbrytning. Finmaterialhalterna efter trafikslitage ligger också med god marginal under den övre gränskur-van för bärlagergrus i Vägverkets byggnadsanvisningar. Nedbrytningen av de övriga bärlagermaterialen har varit liten och försumbar i praktiken. Lastbilstrafiken ut-förde mer markant nedslitning än justering och vältning

liksom varit fallet vid föregående undersökning.

Det har ej lyckats att verkblanda ett berggrus till tre normenliga graderingar med olika finmaterialhalter. Det grövsta berggruset som hade lägst finmaterialhalt

förhindrar partikelrörelser som huvudsakligen förorsa-kar nedbrytning.

Modifiering av bärlagergrusens överyta med släckt kalk

resp kalkaktiverat slaggbindemedel har försvårats av

kall väderlek. Lerigt naturgrus, rikt på sönderfallsbe-nägen lerskiffer, har blivit avsevärt stabilare genom inblandning av 1,5 viktprocent kalkhydrat. Berggrus som

behandlats med 3 viktprocent slaggbindemedel visar dOck

ingen tendens till sammankittning. Bindemedlet har gett

något ökad kohesion, vilket motverkar nedbrytning. De

modifierade provsträckorna har även motstått lastbils-trafik utan att upprivas så mycket som annars varit fallet.

Stor skillnad har konstaterats i slitande verkan hos

två lastbilar av samma storlek. En äldre, dåligt

avfjäd-rad lastbil, försedd med diagonaldäck, rev upp

prov-sträckorna betydligt mer än ett nyare fordon, utrustat med radialdäck. De dynamiska fordonsegenskaperna spelar

därmed en avgörande roll för nedslitningen av bärlager-grus. Material, innehållande plastiskt finmaterial,

ten-derade att deformeras plastiskt vid lastbilsöverfarter,

hyttsten och berggrus av öppen gradering påverkades

däremot genom partikelkastning åt sidorna.

Bärighetsmätningar med fallvikts- och plattbelastnings-utrustning har visat en tendens att hyttsten kan ha bättre och av klimat mindre influerade värden än natur-materialen. I allmänhet konstaterades dock ganska små bärighetsskillnader mellan provmaterialen vid rådande

försöksförhållanden.

lO. REFERENSER

Andersson, L., Fredriksson, G.: Jordstabilisering med kalk och puzzolan. Meddelanden från Kalkforskningslabo-ratoriet nr 2, AB Strå Kalkbruk, 1962.

Brand, W.: Anregungen zur Beurteilung und Beeinflussung der Eigenschaften von korngestuften Mineralgemischen

aus bebrochenem_Naturstein. Die Natürstein-Industri, nr 6, 1976.

Höbeda, P.: Nedbrytningen av stenmaterialet i

ostabili-srade bärlager genom byggnadsprocesser och trafik. - En litteraturstudie. Statens-Väg- och trafikinstitut, In-ternrapport nr 210, 1975.

Höbeda, P.: Nedbrytningen av bärlagergrüs genom

byggnads-trafik.-Undersökningarsökningar på provbana år 1974.

Statens väg- och trafikinstitut. Internrapport nr 260,

1976. Å

Höbeda, P.: Masugnsslagg som vägmaterial. - En littera-turstudie. Statens väg- och trafikinstitut. Rapport nr lll, 1976.

Höbeda, P., Bünsow, L.: Nedbrytningsbenägenhet hos bär-lagergrus. - Resultat från laboratorieförsök. Statens Väg- och trafikinstitut. Rapport nr 140, 1977.

Översikt av olika arbetsprocesser och undersökningsmo-ment

Kontrollmätning av provbanans bärighet med fallvikt och genom plattbelastning

Provtagning l material tippade från lastbilar

Justering av provsträckorna med hjälp av väghyvel Provtagning 2 från justerade provsträckor

Packning av provsträckorna med vibrerande vält

Provtagning 3 från vältade provsträckor, dessutom

bärig-hets- och skrymdensitetsbestämningar

250 överfarter med lastbil (Scania L lll)

Provtagning 4

750 lastbilsöverfarter (Scania L lll)

Provtagning 5 efter 1000 lastbilsöverfarter, dessutom bärighets- och skrymdensitetsmätningar

800 lastbilsöverfarter (Scania L 111)

200 lastbilsöverfarter (Scania L 76)

Provtagning 6 efter 2000 lastbilsöverfarter

300 överfarter med lastbil (Scania L 76)

Provtagning 7 efter 2000 lastbilsöverfarten dessutom bärighetsmätning

v ? m '5" ' sj, -M E D D E L A N D E 63 T d lg:) vill Provmaterial Hyttsten Kållered Vikan Linköping Sunne Tystberga Brunflo Flisighetstal 1,32 1,45 1,45 1,53 1,48 1,42 1,45 (1,32, (1,44, (1,45, (1,54, (1,43,

(1,41,

(1,44, 1,32) 1,46) 1,45) 1,52)

1,52)

1,43) 1,45) Sprödhetstal 48 44 43 55 61 45 52 Översikt av laboratorieprovningar

(46,

(43,

(42,

(57,

(57,

(45,

(52,

49)

45)

44)

52)

65) 44) 52) Kompaktdensitet 2,64 2,68 2,76 2,68 2,61 2,68 2,75

(2,64,

(2,67,

(2,76,

(2,67,

(2,61,

(2,68,

(2,74, 2,63)

2,68)

2,76)

2,69)

2,61)

2,67) 2,75)

Sliptal

81 (81, 80) T a b e l l e r

V T I M E D D E L A N D E 6 3

IEEEÃÅ_Å Proportionering av Kållered "finn (prov 1), _{"medel" (prov'2rooh 4) och "grov" (prov 3)}

Fraktion

mm

Prov nr 1 Prov nr 2 Prov nr 3 _Prov nr 4

% _kg % _{kg % kg} Z 2 kg 35/55 16/35 12/16 8/12 5/8 2/5 1-2 0,074-O,7 Filler 14,6 21,8 9,8 5,2 9,2 13,2 9,2 2,8 14,2 100,0 3.504 5.232 2.352 1.248 2.208 3.168 2.208 672 3.408, 24.000

19,6

21,8

12,8

3,2

8,2

12,2

9,2

1,8

11,2

100,0

4.753

5.287

3.104

776

1,989

2.958

2.231

436

.2.716

24.250

24,0

5.880

25,2

6.174

10,8

2.646

4,2

1.029

9,2

2.254

10,2

2.499

8,2

2.009

8,2

2.009

100,0 24.500

19,6 21,8 12,8 3,2 8,2 12,2 9,2 1,8 11,2 100,0 4.900 5.450 3.200 800 2.050 3.050 2.300 450 2.800

25.000

19.037 22.143 11.302 3.853 8.501 11.675 8.748 1.558 10.933 97;750 Vatten _{1.000 750 500} Z mtrl +

vatten 25 ton 25 ton 25 ton 25 ton,

4 bilar skall gå upp med 25 ton vardera.

/7 .L m I M E D D E L A N D E 63 L.__- - v..:JådååLvu-Å_ VVLL V .Än-L

.Ilullullb-L-i! U vt tia.ggn. Å. n. nr

'

i

.

l

2

3

4

5

6

7

W _ M_ N Lastbil, överfarter

Araet0pr0cess \ llpwgt_.- Justerat Valtat .

" I

2

_{250 _}

_{1 000}

_{2 000}

_{2 500«}

1., A .om-...0- 4- .-7*

95 258

i

95 288

V 95 308

å

_{_}

.

, 248

-

₅₉

95 278

_"93.340

.

89

09

'

.

Kållered "medel" X) CW m CX_. M. ('13 m\om

-urv--60 4

»90

-10

*'

H 11 .. - - grov" :J MJ -ȉ n .uu-,I + / i - "61 00 91 _11

-62 \'

'

-92

-12

H ' A F

'-95

_15

__n_ "firvl

5

64 i _{-94 -14}

§

, »vi --

-95

-15

Ars- a...

....--96 .

_10

-

_

»82

'

'

-44

4

57

;

-97

-17

I

. a c -s i n a " . . n i

anüh3gmw

X)

.å *68 _ , -98 -18 Hyttsten, _{_45'}

_69

-99

_19

-70 _ 00 -20 Tystberga ' ?H 95 5 L . ,4 , m ur . , m l . m . . wø. {. .um »\ -w nu_ ... .._ n-. ». s n . " : www * _ -

5

-71

.'

-01

_21

i H J *72 _ -02 +22 Sunne

-75

'

_05

_23

. v. wm wø. u »m n-Vu 0 _74 _04 _24

i

-86

.48

-75 i -05 -25 .. .y : J a m -N . M M k r -a n w_ .2 4 ;

Linköping x)

.,.... : V ' 1 . 0 . 1 0.. ?ö .9 h> Å»5 Å»> ;l än rQ iä ûa Å3 >5 .Q tä .0 :a .w sa nt a-ø; sç_ ': '! la Ma x-gm ._

-76

V

-06

' _90

D Vikan §- _0* I E' | [\ L O I [\

7'

,. ._-.. .wa å á -77 ; ,0

-07

-27 F

34

W * wm * .

_ Prov- Brunflo Linkö- KålleredrKålleredrKållered Kållered Hytt- Tyst_ Sum Van* tagnnr grus + ping + "grov" "medelhäfmedel" "ggn" sten_ bax-ga e ____ _'_:_'_:

X X .

g

1

16.5

7__._,7____. _1_4_._â_.______r_-I'61.__3__r __1_§_._6____1_;§_.3

2.7

12.5

4.4 .

f

2

1% 16.7

8.5

15.2

18.3

18.1

19.5

1.6

13.6

6.2

1::

\L I H

' medeltal av 1 och 2*

13.8

12.3

18.9

18.8

9.2

13.1

5.3

3.:

o

5 y

13.9

10.3

15.1

12.4

18.0

19.5

4.5

13.9

6.5

11.2

'0

15.3

6 6

14.9

17.2

17.1

'20.3

5.5

15.7

5.9

10.*

.-1 :S_H 4 y 20.2_. 6.2 14.8 18.2 13.3 20.2 4.5 15.2 7.5 12.5

få

5 37'

13.5

6.6

17.5

15.5

17.4

21.0

5.7

16.7

8.0

14.

g

'b

14.9

7.0

1 15.6

18.1

18.5

21.9

2.4

14.1

6.0

10.

6 3* 16.0 10.0 <16.2 16.5 17.6 20.4 6.6 14.6 9.0 13.

b

15.0

6 7

14.3

19.5

19.1

19.1

2.9

12.5

5.4

11.

7 y 19.2 8.2 1 16.1 17.1 18.5 18.9 7 0 15.2 8.3 12.9 1 3 i I , I I 3 4 ' i l O l 1 1 1 i \ I i 1

o

*

l

a

1

a

l

l

i

l

1

|

_

.i

g

a

t

1

i

I

1

X ?x H

1

11.1

7.0

7.8

9.2

12.4

12.3

1.9

9.0

3.3

4.8

g

2

12.7

7.7

x 8.5

12.0

11.3

15.1

1.2

10.3

5.3

5.6

:1 . _ . o ;medeltal av 1 och 2 8.1 10.6 ' 11.9 15.7 1.6 9.? 4.3 5.2 Lñ __ 6

I ,

y

'10.5

9.4

8.1

6.6

11.6

12.8

3.2

10.2

5.5

6.:

O: 3 b 11.5

5.8

8.4

10.0

9.6

10.1

2:8

9.6_

4.8

5.6

H?

4 y'

14.2

6.0

8.0

11.1

8.5

14.6

3.6

- 9.9

6.5

5.6

as %

.

6

2:

5 y

10.0

6.1

12.1

10.6

11.5

16.7'

4.4

12.7

'7.8

6.8 A

i

1:

10.8\

6.5

9.6

§11.3

10.5

16.8

1.6

10.2

5.0

5.1

5

6 y

11.8

. 8.9

8.4

f 3(0'76

10.6

12.9

5.5

9.9

7.9

7.5

3 3 13 9.8 6.0 6.0 11.0 ?10.4 12.1 2.4 9.2 , 4.5 6.5

E

7 y i13.1

7.2 ,10.1

11.6

15.2

L'11.8

4.2 1 11.0

7.4

7.6

+ modifierade material.

1 före inblandning av slaggbindemedel resP. kalk.

Tabell 5, . Halt av material 4 410 mm för 0-16 .och 0-50 mm prov b : bottenlageg) (1 = ;ztlagerl

- v-vn .-wv

I' .

Prov- Brunflo' Linkö- [Kållered Kållered åll-ered .Kållered Hytt- Tyst- i . tggn mr grus + ping + "ggov" "medel"+ "medel" _"fin" sten berga sme kan

x 'x I 4 , _

1

56.4

53.7 , 45.3

x 48.5

54.3

52.7

45.1 70.3

31.5

52.8

g

2

58.6

51.1

43.2

52.8

51.0

55.8

27.5

72.9

45.8

50.9

:3 medeltal avll och 2 44.3 50.7 52.7 54.3 '40.3 71.6 3.8.? 5.1.9

| 3 y 66.7 51.7 50.6 49.1 53.5 56.9 42.1 74.5 45.6 56.4

0 ' b 61.1 44.6 46.2 52.5 51.8 54.6 45.6 72.4 . ,42.2 57.6

;g

_H

4 y

68.3 I 46.8

49.5

53.2

51.3

.60.7

60.0-

_.

71.1

46.0

58.2

ä

5 y'

62.9 * 49.4

57.5_

52.5

55.4

62.4

54.3

74.5

50.1

58,8

+5 '0 58.6 46.8 49.5 53.2 54.6 62.0 34.6 71.0 44.8 54.3

2

6 3' tüh9

_{13 58.4 44.1}

maa 56J7

_{49.2 - 55.9}

5L9

_54.5

Eü-9

62A

_64.8

510

_37.4

74J-

_71.3

51*3

_39.0

EW°5

_59.2

7 -y« 65.1

49.4

52.7

53.0

53.7

55.2

447.1 1 76.0

49.4

61.8

4 . F i l ' 4 I i ' l l 1 ' l . . 3 | f 1 | 1 ! | | ' i J ! I ' \ lr % -\ | ' I l I 4 ' t i 0 i ! l I i I I 1 l 1 x . 1 _ . .. . i -1 37.9 49.0 24.6 27.5 34.4 35.4 30.5 50.8 23.8 25.1 2 44.7 47.3 27.2 34.6 51.8 45.7 28.1 55.1' 58.4 28.5

5 medeltal av 1 och 2

25.9

31.1

,33.2

32.6

'22.3

'53.0

31.1

26.8

8 3 y 50.7 47.2 26.9 26.3 34.5 37.4 29.4 54-.6 58.5 50.9 . b _ 46.8 39.0 26.2 30,5 29.2 27.2 32.1 51.2 54.4 30.5 0 4 3' 48.2 41.9 26.5 32.6 32.8 43.7 48.2 46.5 59.8 26.0

"5

5 y 4 47.9

45.2 40.5

35.5

36.0

49.5

43.5

55.7

42.8

52.5

:1

b

41.5

45.5

50.4

35.5

31.5

48.0

22.4

52.9

37.4

31.4

(D

.5

6 'y 46.3

48.7 29.4

54.2

30.7

39.3

39.5

51.4

43.9

31.7

2 1) 59.0 39.2 20.8 32.7 30.1 41.5 50.3 52.6 31.5- 33.4 7 y '44.8 > 45.2 52.9 35.2 37.8 433.4 *30.3 54.3 43.9 36.5 l v . x __,

modifierade provrnat erial .

Före inblandning av kalk resp. slagg.

V T I M E D D E L A N D E 6 3

Tabell 6. Sammanställning av mod. grovhetstal

.\ ....um- una,... 70-.-(G), provtagning l-7 * I n L;_\.Tr_ ,_p.l., MT* LJ ux ugÄQYål u* ii* Provmatrl C\l NN Kållered "grov" 0 <1» r-l K f * _ -. . . wwv -m m m -* n d e . ur a n -vw . . . | _, . N G U_N < -.

6.55

6.57

_n_ "medel" _kr* 0 O_N

5.97

6.11 _6.22 "medel" mod.

_5.94

-A_-, ul 6.61 6.14

5.95

_u_ "finn . . . A M + v/ w ud p -f a m . t h .

5.550

5.44

5.81

Brunflo grus, mod.

*_-rv -. »m un 'vl l. .y 5.35! Hyttsten

_5.41

Tystberga »1 . q u »M m m -.. .va d . 1 0 . . -«m r» v. A 4.91

4.96

5.44

4,81

5.10 Sunne

_5.56

;5.50

_5.41

_ m n p . wm p 5.28 5.18

5.15

LlnkOplng, mød. »a nn a-.4 s.. . 5.16

_5.49

5,30

_'5.05

_5.23

Vikan 1-. . 0 . . . 6.90 0 ä' G? k o K_W ch D 0 W

.__ __, .._ _.. ,_. + 6,50 mm m _..4

5.30

6.00

Tabell 7._Översikt av sandekvivalentvärden

-

Prthagning nr

Provmaterial 4 t

2

5

7

Kållered, "grov" 53 D '.68,,57I .38, 58

-"-'

"medel"

59 V _ g 55, 51,.35

29, 25

-"-

"fin"

35

> ;50, 28, 36

29, 24, 29

+"_

mod.

58

§ 38, 58(?>

56, 34

Vikan

_52

_ §45, 53 '

45, 42

Sunne

69

: 76, 76, 74

64, 59

Hyttsten

86

.

83

64

Tystberga

I V 27

_ 28, 27, 28

26, 29

Linköping, mod.

A

I-

2 70, 65

45, 47

Brunflo grus, mod. E 27 t 20, 25, 24 20

i

;

i

V T I M E D D E L A N D E 6 3

Tabell 8. Sammanställning awwvattenkvoter (Viktprocent) Vid provtagninqar 1-7, samt provbelastnino 3 12 77

.4- ...a-...-....ø...-0...tm-.w4... .-n -..va-pund. .- - 1%... N _{.-_ i EN, 4... 0.. ...m<....-.n. av.- ...m-..., 'vu-94'}

r ' _ * lager 1 f 5 A 5 5.12.77 3 WWW. -v-. M , Innerspår 131:. 6 fx. LC Y ersp:_, . ,4. N W k d LN

Lållered "medel", med.

_n_ "grov"

ñâäp

1,5

3,5

_

,

'

3,7'

5,6

5,7

-"- medel _{2.5 9.9}

_4.5

m 0 N \

_4.9

N N . m C W <T' 0 (N L..7" ) :W .\ N \ _u_ n - :1 _i r) ggn__{/' M* i 409}, | ' 1 40 _O 4.0 ' 70:5 O '§1 ' i .-J www ,. Q . w. . o w-I . L n . v. wu-ø »- .-w 7-- kr )

Brunflo grus, mad. 5 \₍ kf

. U N UV ' N \

J.w

11.0'

7.5

» . - w-. A u-vm w-r vwç-w- I * r ,Q "är -" -(t -d ' 0 Q CU ' :>b

Hyttsten

'

5

1.1

i

g

2

4 wwwøm . «--4 -v -Å _.. .., .._ ._. _,. 4r .. . « 3 , " . p m m

-Tystberga

'

5.4

4.2

3.8

₀ cd-M Q . ,.Q \ C 0 N \ CO ( \ Q 0 <9->2 Sunne _{1.7 5.3 5.5 i * 4.7 4.7' '. 6.2}

Linköping, mod.

_5.9

_.

_i

_4.6

_5.8

,._,,

₅

1-., ., _. .-« N. .. Vikan

_4.5

_3.6

_ä

_5.1

. 1 2 »t h

1.1

1.1

2,8

E

... mm L 7 _. .. -a . . _ . .

Tabell 9. Resultat av bärighetsmätningar på slaggunderlag

(Provmaterial inom parentes har påförts senare efter mätningar.)

4 _

f Statisk Dynamisk

i Lage for provmaterlal å MPa :MPa

A (Kållered 6 % + slagg) i 259 g 257 B ( "n- l i \ A (Kållered 5 73) . I > 245 - _ 199

B:(

-"-

)

2994

258

A.kKâ1lered 6 %)

273

E

275

B '( - - ) 273 249 A (Kållered 9 %) i 508 245 B ( -"- ) 191 224

A :Brunflo grus,gymmw1t bärlager . 104 g 138

8;

-H-

_

107

§

181

A Düybtsten ) 598 419 B ,( -"- ) 382 7' 525 A (Tystberga) 554 318 B ( -"- ) 598 279

A (Sunne )

212

=

234

B ( -"- )

505

i

498

A rLinköping,_gammalt bärlager

159

3

181

B _n_ _{179 249} A (Viken) . 341 318

B ( -"- >

299

257

Övergång

1'

B Tystberga-Sunne _ 5187 i, 1137 Övergång I *1 ; B Viken-Kållered 6 % + slagg : 1912 796 = Innerspår B = YtterSpår VTI MEDDELANDE 63

vw: M E D D E L A N D E 6 3

Tabell 10. Resultat av Fallviktsmätningar, Mpa

_

T

Efter Vältning 1 _{Efter 1000 Varv}

frovmate ial _{75*1O-39 75 10"29}

( 1 * i n

Inner Ytter Medel Inner Ytter Medel

Kållered "medel"

249

199

224

194

204

199

_n_ ' "fin ₂₂₄ O G_\ N r-i O \ 0 5 W d _ v\ K

_207

205'_

Brunflogrus, mod.

199

241 = 220 4

255

249

257

Hyttsten.

_{234 j}

_{?27 g}

₂₅₁

₉₅₇

₃₀₆

_?83

K ) 63 # 1 ( M ( i . F t ' O J U N C ' x r.. .]

Kållered "medel", med., 185

204

Kållered "grov"

**

154

194

179

159

215 2

192

'v. dr 'w' 1m l §m r u . w: mw-ql m' -4 R um * um . -m ur

Tystberga

254

210 * 222

207 i 275

241'

Sunne

_{161 ' 199 A 180-}

₁₉₂

₁₉₉

₁₉₆

Linköping, mod.

₁₉₄

C6 01 r.._.,

208

₂₀₄

224 4

214

Viken 179 168 174 221 197 209

Tabell 11. Resultat av bärighetvmätningar efter 1000 lastbilsöverfarter 1:-* a . Statisk x Dynamisk i _Materlal 2_i MPC] MP0.

:

ge

_

-_____g_,l.__.lllg.1. ._11 _1._ 1.

A

Kållered 6% + slagg

5

222

§

234

?

B

_9_

g

195

_g

221

g

A

Kållered 3 %

%

191 ' §.

169

B _u_ _ s 195 i 215

A

Kållered 6 %

245

194

B -"- g 212 g, 204

A

Kållered 9 %

149

_'

199

B

-n- .

v

184

i

207

A

Brunflo grus

á

159

i

265

§

5 _n_ 162 . 249

A

Hyttsten

§

265

g

257

5

B

-n- _

i

235

g

306

å

ä

' '

2

A Tystberga 162 4 .20?

B

-"-

5

152

275

g

A

Sunne '

-§

168

192

g

5

-"-

$

165

199

2

5

Linköping

i

199

204

A

Viken

4

235

.

221

B

-"-

i

187

g

l97

= Innerspår B .-. YtterSpår VTI MEDDELANDE 63

V T I M E D D E L A N D E 6 3

Tabell 12. Resultat av Plattbelastningar, MPa

Efter 1000 varv _{Efter 2500 VafV} _ _{5 Efter 2500 Varv}

Provmaterial 5w,0»29 75-11*31 ' 75elQ-05

(tjälat>

(otjälat)

Inner Ytter Medel Inner Ytter Medel Inner? Ytterq Medel

Kållered "medel"

_ 245

212 '

229

657

796

716

154

184

169

0, 44 1. .. " 4 .

-n_

"fin"

% 149

184 { 167

541

454

588

127

155" 151

k.J

Brunflo grus, med. i 159 4 162 1 161 598 562 I 480 153 117 -125

Hyttsten CM' kO LO

255 g 249

227 ^ 598 I 515

' 205

288

246

.,_. -b .. aq La wa l ,. avr r--r mz-;wq P' _. §i '»r ^ vøl «u' an AzH Wr -I 1r 4 hå. : .

Kållered "medel", med.

222 i 195

209

597

682

640 '

159 " 145

152

. , . , n ña r m M m W üñ-. . -m

11

41

1

Kållered "grov" 2 191 2 195 195 508 657 o.: 472 v 15? x 180 158 ve c -r m m -. 8.1. 1.,. .. an na n-1. .. .. . Tystberga 162 :J ewi sh -: ad kn .r aw-;. -,. -g -1 152 § 157 455 562 508 151 114 122 152 i 158 H M % N N M 5 M M . r Sunne Å 168 4 165 ä 166 597 582 1 490 124 a 4 . .

Linköping, med.

_{199 I 205 g 201}

₅₀₅

_{454 å 468}

₁₅₇

_{159 i 158}

x »uu-v.1 . h m m 158

:a z-L J L ' r0 -e r 0 M M M

Viken

'

255 ' 187

210

597

454

516 _

157 1 159