Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs - 75 : Lägesrapport 1979-10

(1)

set.

I EEE B

- Nr178-1979 3

] $

i Statensväg-ochtrafikinstitut(VT):58101

linköping

ISSN 0347-6049 _ i ' National Road & Traffic Research Institute: $-58101 Linköping : Sweden

Prov med verkblandad cementstablhsermg

på vägE79, Vännäs -75.

'

Lägesrapport 1979-10.

(2)

Nr 178 ' 1979 ISSN 0347-6049

178

Statens väg- och trafikinstitut (VTl) - 581 01 linköping National Road & Traffic Research Institute ^ S-581 01 Linköping Sweden

Prov med verkb-Iandad cementstabilisering

på väg E79, Va'nnäs -75.

Lägesrapport 1979 -10.

(3)

FÖRORD

Provvägen utfördes i juni 1975 av Vägförvaltningen i

Västerbottens län (VF AC). På uppdrag av Statens

verk, Tekniska avdelningen (CF/TUb) har Statens Väg-och Trafikinstitut (VTI) medverkat vid utförandet Väg-och har i samband därmed utfört provtagningar, mätningar och observationer samt sammanställt resultaten i bygg-nadsrapport. Mätningar, provtagningar och inspektioner har efter provvägens färdigställande utförts av VF AC och VTI och resultaten av dessa redovisas i lägesrap-porter. Bedömning av provvägens samlade resultat göres i slutrapport.

Linköping i november 1979

?rå/5%

jörn Örbom

(4)

I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G Sid SAMMANFATTNING I 1. BESKRIVNING AV PROVVÄGEN 1 2. TIDIGARE RAPPORTER 1 3. UTFÖRDA MÄTNINGAR 1 4. MÄTRESULTAT 2 5. PLANERADE MÄTNINGAR 2 6. KOMMENTARER 3 VTI MEDDELANDE 178

(5)

Prov med verkblandad cementstabilisering

på väg E79, Vännäs -75

Lägesrapport 1979-10 av Sven-Olof Hjalmarsson

Statens väg- och trafikinstitut (VTI)

581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

På väg E79 vid Granölund utfördes 1975 i samband med ett av VF AC:s förstärkningsföretag (cementstabilise-ring) 5 provsträckor med bärlager av 15 cm cementstabi-liserat sandigt grus, framställt genom verkblandning.

Provsträckorna belades med 80 MAB 16T.

Provsträckorna gavs vid utförandet varierad cementkvot (5 och 10%) och varierad vattenmättnadsgrad (<80% resp >80%), varjämte en referenssträcka av normal

samman-sättning ingick. Avsikten med provvägen var att -

för-utom cementstabiliserade vägöverbyggnaders bärighets-egenskaper - speciellt studera hur dels vattenmättnads-l graden vid det stabiliserade materialets tillverkning, dels cementkvoten inverkade på frekvensen tvärsprickor, synliga i den färdiga vägens beläggningsyta.

Provbelastningar efter 3 år visade att vägens bärighet, uttryckt som medelmodul i genomsnitt var ca 2,2 gånger så hög som före stabiliseringen. För sträckor med den högre cementkvoten var bärigheten ca 2,5 gånger så hög.

Under de första 3 åren efter utförandet hade bärigheten avtagit med ca 40%. 1979 års bärighetsmätning visar

åter en ökning av medelmodulen. Orsaken härtill är

emellertid ej att det stabiliserade lagrets E-modul ökat.

En fortsatt utvärdering av det stabiliserade lagrets och underlagets lagermoduler med hjälp av

(6)

II

provning med 2-punktsmätning visar nämligen efter fyra års mätning att det cementstabiliserade lagrets

dynami-ska E-modul i stället mindynami-skat, i genomsnitt med ca 50%.

Värdena ligger dock fortfarande relativt högt. Orsaken till att medelmodulen ökat är att underlagets modul ökat, såsom framgår av resultaten från

2-punktsmät-ningarna.

Några jämnhetsmätningar har ej utförts under året. Ej heller har någon registrering av tjäldjup förekommit.

Efter 2 år var frekvensen tvärsprickor, synliga i be-läggningsytan, ungefär normal enligt erfarenheter från andra jämförliga svenska provvägar. De avsiktliga

variationerna i vattenmättnadsgrad (GS-100%) har icke gett upphov till den variation i sprickfrekvens, som enligt en tidigare framförd hypotes borde ha uppkommit.

Däremot visade sträckorna med den högre cementkvoten

(10%) tydligt lägre sprickfrekvensen än sträckorna med normal cementkvot (5%).

Efter fyra år har emellertid sprickfrekvensen hos en av sträckorna med hög cementkvOt ökat kraftigt och har nu erhållit lika hög sprickfrekvens som sträckorna med låg cementkvot.

Några sättnings- eller krackeleringsskador förekommer fortfarande ej på provvägen.

(7)

1. BESKRIVNING AV PROVVÄGEN

Provvägen, av VTI benämnd "Vännäs-75", är belägen på väg E 79 vid Granölund, och ingår i en 1975 utförd om-byggnad av delen Granölund-Lillsele, som utfördes med bärlager av 15 cm cementstabilisering enligt

verkbland-ningsmetoden.

2. TIDIGARE RAPPORTER

- VTI Meddelande Nr 83, "Prov med verkblandad

cement-stabilisering på väg E 79, Vännäs-75".

- VTI Meddelande nr 21, "Prov med verkblandad

cement-stabilisering på väg E 79, Vännäs-75". Lägesrapport

1976-11.

1977-12.

1978-10.

3. UTFÖRDA MÄTNINGAR

Tidpunkt för och typ av mätning som redovisas i denna

rapport framgår av nedanstående.

A. êärigbetsbestämging, med VTI:s 5-tons fallviktsappa-rat utförd före stabiliseringen den 7 juni 1975 resp efter stabiliseringen den 8 juli 1975, 18 augusti

1976, 29 april 1977, 4 maj 1977, 13 maj 1977, 10 au-gusti 1977, 8 juli 1978 samt 29 augusti 1979.

(8)

gämnhetgmätning i längd och tvärled, med VTI:s

CHLOE- resp BIFROST-mätare utförd oktober 1975, au-gusti 1976, april 1977 samt auau-gusti 1977.

Registrering av tjäldjup_ggh_upptining utförd under

perioderna nov-75 till juni-76, nov-76 till juni-77 samt nov-77 till juni-78.

Utborrning och provtryckning av borrkärnor för be:

åäême229_§z_é§§_§äêäili§e§êéâ_l29§ê§§_2222ähåll§ê§§:

het utförd våren 1976. (Resultaten finns redovisade

i VTI Meddelande Nr 21 och har därför ej tagits med

i detta meddelande).

Sprickinspektion för registrering av spriggfregvens

utförd oktober 1975, maj 1976, augusti 1976, april 1977, augusti 1977, juli 1978 samt augusti 1979.

Avvägning för bestämning av EiêllYÃEQlQSêQ§_§EQEl§E

har utförts i april-78 samt september-78.

MÄTRESULTAT

Resultat av ovanstående mätningar redovisas i tabell 1 och 2 samt i bilaga 2 t o m 6.

PLANERADE MÄTNINGAR

För sommaren 1980 planeras mätning av bärighet, jämnhet i tvär- och längdled samt sprickinspektion, varefter provvägen avses slutrapporteras.

(9)

6. KOMMENTARER

A. Bärighetsmätningar

Bärighetsmätningar med fallvikt visar att vägens dyna-miska E-modul (medelmodul för överbyggnad och under-grund) från juli 1975 till juli 1978 minskat med ca 40%.

1979 års bärighetsmätning Visar emellertid på en Ökning av medelmodulen med ca 30% i förhållande till 1978 års

mätning (bilaga 2).

Av tabell 1 framgår att E-modulerna för underlaget (gruslager + undergrund) (E2) fortfarande är relativt lika inbördes på samtliga provsträckor, men att en ge-nomgående ökning av E2 inträffat i förhållande till re-sultaten ett år tidigare. Storleksordningen hos E-modu-lerna för underlaget var vid senaste mätningen ca

150-200 MPa.

Storleken på E1, dvs det cementstabiliserade lagrets E-modul, varierar däremot fortfarande ganska avsevärt mellan olika provsträckor. Det cementstabiliserade

bär-lagret på provsträckorna 1 och 3, utförda med 5% cement

har efter 4 års trafikering en E-modul på 13000 resp

8100 MPa, en nedgång med ca 50% resp 30% beräknat på 1978 års mätningsresultat. Motsvarande Värden för prov-sträckorna 2 och 4, utförda med 10% cement, är 21800 resp 29500 Vilket motsvarar en minskning med ca 60% för

båda sträckorna.

Sambandet mellan tryckhållfasthet och E-modul har

åskådliggjorts i diagram, figur 1. De markerade värdena är medelvärden för resp provsträcka.

Diagrammet visar på att ett direkt proportionellt sam-band mellan tryckhållfastheten hos det stabiliserade

lagret och dess lagermodul rådde vid den senaste mät-ningen liksom 1978.

(10)

Tabell 1. Tvåpunktsmätning med fallvikt 780708. E-modu-ler för cementstabilisering (E ) samt för underlaget framtagna med hjälp av

CHEVRON-programmet.

E14? 15 cm CG (verkblandat)

\\

E2 Gruslager + undergrund

o Q '.°,°_ JR . °f§§ (ursprunglig, justerad §<E§;E{K 9 .°J, °°2üu °J grusväg)

Dynamiska lagermoduler, MPa

Provsträcka 1 0 2 3

Prov- Tidpunkt

E

Emmkt 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 78 07 35000 75 14000 120 30000 90 6500 110 80000 75 1 79 08 13000 200 6000 250 18000 190 4000 200 30000 210 78 07 23000 55 11000 55 70000 80 17500 110 62000 60 2 79 08 14000 175 7500 65 25000 180 15000 200 20000 210 78 07 25000 80 7200 85 85000 60 14000 125 30000 110 3 79 08 12000 150 4000 175 27000 200 7500 250 18000 220 78 07 30000 65 5500 70 35000 110 8500 80 h00000 50 4 79 08 13000 200 3500 130 17000 220 6000 175 50000 200 78 07 28250 69 9425 82 55000 85 11625 106 68000 74 MV: 79 08 13000 160 5300 160 21800 200 8100 210 29500. 210

PFOSGHtPEll

_ñxamhnng

-54

-44

-60

-30

*56

VTI MEDDELANDE 178

(11)

hållfasthet, bestämd på utborrade kärnor från resp provsträcka och lagrets dynamiska

Enmo-dul. VTI MEDDELANDE 178 Provstr. nr 1 0 2 3 4 Tidpunkt Tr.hâllf. MPa 17,2 12,2 26,3 10,3 31,0 E_modul MPa 28250 9425 55000 11625 68000 7807 13000 5300 21800 8100 29500 7908

E lager

f.

cemt-MPa stabil.

x1000

₁₉₇₈

70<'

Provstr. (4)

60 -50 -1

40 a

30

20

-10 i

0' borrk.

0 10 20 30 40 MPa

(12)

tryck-B. Jämnhetsmätningar

Jämnhetsmätningar, utförda med Statens väg- och trafik-instituts CHLOE-mätare, där resultatet redovisas som ett trafikerbarhetsvärde (PSI), har givit de resultat som anges i tabell 2. Någon mätning under 1979 var ej planerad.

Tabell 2.

Prov- PSI-värde

sträcka Mätning utförd

751006 760818 770418 7708 0 3,44 3,41 2,96 3,17 1 3,21 3,24 3,08 3,20 2 3,14 3,19 3,12 3,11 3 3,85 3,80 3,03 3,68 4 3,67 3,64 3,45 3,54 Mdv 3,46 3,45 3,13 3,34

På varje provsträcka har 6 st tvärprofillinjer inlagts för registrering av förändringar i Vägens tvärprofil, främst på grund av permanenta deformationer, som kan tänkas uppkomma genom inverkan av tung trafik, dvs

hjulspårbildning. Mätningarna utfördes med VTI:s

BIFROST-mätare. Några egentliga hjulSpår hade 1977 ej uppkommit, varför endast den s k standardavvikelsen

(uttryckt i mm) från en tänkt rät linje mellan

tvärpro-fillinjens ändpunkter redovisas i tabell 3.

Standard-avvikelsen kan sägas utgöra ett mått på Vägens allmänna Vågighet i tvärled.

Någon mätning av tvärprofillinjer under 1979 var ej planerad.

(13)

Tabell 3.

Prov- Standardavvikelse (mm)

StraCka

Körfält mot Umeå

Körfält mot gycksele

75-10 76-08 77-04 77-08 75-10 76-08 77-04 77-08 0 1,6 2,1 2,0 2,4 1,3 1,3 1,6 1,6 1 1,8 1,8 2,4 2,5 1,0 1,1 1,2 1,3 2 1,1 1,3 1,4 1,4 1,6 1,6 1,7 1,6 3 1,0 1,5 1,6 1,5 1,4 1,5 2,1 2,0 4 1,0 1,4 1,5 1,6 1,6 1,3 '1,6 1,6 Mdv 1,3 1,6 1,8 1,9 1,4 1,4 1,6 1,6 C. Tjäle

För registrering av tjälens nedträngning och avgång har 6 st tjälgränsmätare placerats på provvägen. Dessa

tjälgränsmätare har avlästs varje vecka under perioder-juni 1977 na november 1975 - juni 1976, november 1976

samt november 1977 - juni 1978. Någon avläsning under vinterperioden 1978-1979 har ej utförts.

Resultatet av tidigare mätningar redovisas i bilaga 3, 4 och 5.

E. Sprickinspektion

Tvärtemot tidigare teorier uppvisade, efter tre års mätningar, provsträckorna med hög vattenmättnadsgrad

(str 3 och 4)

sprickfrekvens än motsvarande sträckor med låg vatten-(str 1 och 2). Detta gällde i första hand vid de cementrikare stabiliseringarna.

vid tillverkningen en något lägre

tvär-mättnadsgrad

Efter fyra års mätningar uppvisar emellertid str 3 och 4

lika med eller högre än för sträckorna med låg vatten-(str 1 och 2).

(hög vattenmättnadsgrad) en tvärsprickfrekvens som är

Resultaten framgår av bil 6 mättnadsgrad

(14)

V T I M E D D E L A N D E 1 7 8 A16

BL

AN

DA

D

CG

.

PR

OV

ST

RÃC

KO

R

UT

FÖR

DA

ME

D

VE

RK

-39/470 STR.1 39/320 STR.0 39/171. STRZ 39/020 STRJ 138/870 STRL 38/ 720. XXXXXXÄXXX'AXXLXXXXXXX \X\X\X\ XX \\\\\XX\\S\\X\\XD\\X\XXXXXXÃX \XXX\XXXXXXX\\\\XÅ S XXX S S S\\l\\\\\\ S XX\\\ Xi

CEMENTSTAB. CEMENTSTAB. CEMENTSTAB. CEMENTSTAB. CE ME NTSTAB.

146 151. 150 1 J ' 1 4 1 I U U l _11

5.0 VIKT-°/. CEMENT

6,9 ViKT-»Va VATTEN

LAG VATTENMATTu

NADSGRAD

movnKT-v. CEMENT

59 VI%(T-°/o VATTEN

LAG VATTENMÄTT

.-NADSGRAD

10.0 VlKT-V. CEMENT

5.3 www.. VATTEN

HÖG

VATTENMÄTT-NADSGRAD

4 4

VÄG

E7

9 DE

LE

N

GR

AN

ÖL

UN

D-LI

LL

SE

LE

PR

OW

ÄG

VÄN

NÄ8

-7

5

4.5 VlKT-° o CEMENT

5.0 ViKT-'fø VATTEN

mama... VQTTEIV_

-Mñrrmmsc; Q9:)

5,0 ViKT-°o CEMENT

7.5 VlKT-Po VATTEN

HÖG VATTENMÄTTu

NADSGRAD

s«0

.HJ

.

lå

VA

GA

VD

.

VT ?

B

M

E

G

Q

i

. . M T M ' 1 7 1 W .

(15)

V T I M E D D E L A N D E 1 7 8 Datum ' Tjäldjup (MV) "° (Cm) Upptining (MV)-MPA dyn Bef. grus-väg 750607 750708 760818 770429 210 65 CG + AB 770504 210 76 770513 208 101 770524 205 125 770810 780708 790829 Provsträcka nr 1 0 2 3 4 195i26 200i20 192i30 193i29 261i29 735i154 547i111 784i 58 798i 93 973i179 567i 97 578i147 768i 79 662i 52 900i161 606i100 486i253 628i138 546i135 786i122 563i 64 469i237 769i 89 526i156 764i171 539i140 494i145 834i 42 544i 74 885i192 483i 67 397i120 720i 51 497i 97 711t107 431i 15 378i 83 640i 52 498i107 669t 64 414i 62 335i110 640i 49 416i 85 591t 97 564i 72 398i134 789i 76 561i125 953i 98 Medelvärde för

hela provvägen 208 767 695 610 618 659 562 521 463 653i217

pr ovs tr ac ka (m ed el va rd e av 4 st pr OV pun kt er /s tr ac ka ). P r o vväg "V O . a n n a s -75 ". . 0 . O M e d e l va r d e n f o r E -m o d ul i . en pa re sp 0 B i l a g a 2

(16)

Bilaga 3

Tjäldjup och upptining Vintern 75/76 på provväg

"VÄNNÄS -75". I diagrammet redovisas medelvärdet för sex mätpunkter.

1975 1976 '

NOV

DEC

JAN

FEB

MARS

APRIL

MAJ ! JUNI

0 1481 1501 1521 [21 [Li lö] 18l 4104 1121 114.14 116] 118] 1201 122l 124L m0.- 2G)-TJÅLDJUP 47(cm) VTI MEDDELANDE 178

(17)

Bilaga 4

Tjäldjup och upptining vintern 76/77 på provväg "VÄNNÄS -75". I diagrammet redovisas medelvärdet av sex mätpunkter.

1976

1977

NOV

DEC

JAN

FEB

MARS

APR|L

MAJ

JUNI

1.4 l1.6J 148 1501 l52J J 121 141 151 I8l 10 1121 1141415 118

201 122] 1241 i;

#100

- 200

TJALDJUP

7(cm) VTI MEDDELANDE 178

(18)

Bilaga 5

Tjäldjup och upptining Vintern 77/78 på provväg "VÄNNÄS -75". I diagrammet redovisas medelvärdet

av sex mätpunkter.

1977

1978

NOV

DEC

JAN

FEB

MARS

APRIL

MAJ

JUNI

_'WO _SMO TJÄLDJUP UPPTINING (cm) VTI MEDDELANDE 178

(19)

Prov- Vid utförandet F

sträcka

Typ Cement- Vattenhalt Verklig

halt nominell

vatten-Z (verklig vid

mättnads-verket) grad, Z V T I M E D D E L A N D E 17 8 Z 75-10 76-05 76-08 77-04 77-08 78-07 79-08 Låg vatten- mättnads-grad

5,0

6,0

(5,98i0,26)

65i15 0,00 0,23 0,23

0,34

0,33 0,37

0,42

Referens-sträcka

4,5

(5,17i0,37)

5,0

0,00

0,19

0,27

0,28

0,33

0,38

Låg vatten- mättnads-grad

10,0

5,0

(5,34i0,26)

72i15 0,01

0,21

0,22

0,24

0,30 0,31 Hög vatten- mättnads-grad 5,0 7,6 (7,61i0,43) 100 0,00 0,30 0,35 0,29 0,36 0,42 Hög vatten- mättnads-grad 10,0

6,3

(6,29:0,41)

99i 5 0,01

0,20

0,41

T va r s p r i c k o r s va g l än g d m

2

S p r i c k f r e k ve n s Zl P r o vväg "V a n n äs -' 7 5 " B i l a g a 6

(20)