Ytskador på svenska betongvägar 1955-1957

S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T

S T O C K H O L M

R A P P O R T 3 3

YTSKADOR

PÅ SVENSKA BETONGVÄGAR

1 9 5 5 — 1 9 5 7

Extent o f Concrete Road Pavement Scaling

in Sweden 1 9 5 5

—

AV

N I L S O D E M A R K O C H S V E N E N G M A N

I N N E H Å L L C o n t e n t s S id a Page Inledning ... 5 Introduction

Insamling av data om de inventerade v ä g a r n a ... 6 Design and construction data

Inspektion av v ä g a r n a ... 8 Inspection o f the roads

Bedömning av orsaken till ytskadornas uppkomst ... 21 Conclusions

Sam manfattning ... 39 Sum m ary ... 42 Litteraturförteckning ... 44 B ibliography

I N L E D N I N G

P ä

K U N G L . V Ä G - O C H V A T T E N B Y G N Ä D S S T Y R E L S E N S U P P D R A G har Sta- tens väginstitut under åren 1955 — 1957 utfört inventering av ytskador hos betongvägar i vårt land. Inventeringen har utförts i syfte att uppskatta ytska- dornas omfattning samt att om möjligt söka klarlägga orsaken till skadornas uppkomst med ledning av insamlade tekniska data om beläggningarnas kon­ struktion och utförande samt uppgifter om vinterväghållningen på betong­ vägarna.

Inventeringen har om fattat 89 betongvägar med en sammanlagd längd av ca 290 km och en sammanlagd yta av ca 2 060 000 m2. A v de inventerade vägarna äro 66 objekt byggda under åren 19 29 — 1942 och 22 objekt under åren 19 49— 1954. För ett objekt är byggnadsåret okänt. V id inventeringen har, i huvudsak, det av »Kommittén för forskning beträffande ytskador hos betong­ vägar» uppsatta undersökningsprogrammet följts. Detta program upptager fö l­ jande huvudpunkter:

A. Insamling av data ang. vägens konstruktion och utförande.

B. Insamling av uppgifter om trafikintensiteten och om salt använts i vinter­ väghållningen.

C . Inspektion av vägen med anteckning om nuvarande ytskador. Såvitt möjligt insamlas uppgifter om tidpunkten för skadornas uppkomst och fortsatta utveckling.

Inventeringsarbetet, innefattande dels inspektion av betongvägarna och dels insamlandet av data om dessa, har i huvudsak utförts av dåvarande teknolo- gerna Claes Bendix, Bengt H alidén och O lof Persson. Denna rapport utgör en bearbetning och sammanfattning av det insamlade grundmaterialet, som finnes förvarat på statens väginstitut.

I N S A M L I N G AV D A T A

O M DE I N V E N T E R A D E V Ä G A R N A

U r T I L L G Ä N G L I G A H A N D L I N G A R hos Kungl. V äg- och Vattenbyggnadssty­ relsen och hos vägförvaltningarna ha data insamlats om betongvägarnas kon­ struktion och utförande. Dessa data ha, för vissa vägar, kunnat kompletteras genom upplysningar från Svenska Cementföreningen, genom hänvändelse till entreprenadfirmor och genom uppgifter i artiklar i facktidskrifter.

N edan uppräknas de faktorer, här uppskattade till 19, som genom sam ver­ kan eller var för sig kunna antagas vara orsaken till uppkomsten av ytskador. M ånga uppgifter saknas tyvärr om de inventerade objekten, fram för allt gäller detta de äldre beläggningarna. I nedanstående tabell, där de 19 faktorerna ha uppsatts i godtycklig följd, ha, för varje faktor, angivits det antal data, som kunnat insamlas från de 89 objekten.

T a b ell 1. T a bell över det antal data, som insamlats om de inventerade betongvägarna. 1 Geografiskt läge ... 89 2 Byggnadsår ... 88 3 Gjutningsmånad ... 19 4 Väderlek vid g ju tn in g e n ... 7 5 Entreprenör ... 85 6 Cem entfabrikat ... 51 7 Cementhalt ... 50

8 Stenmaterialets typ, renhet och g r a d e rin g ... 12

9 Proportion cement: stenmaterial ... 38

10 Vattencementtal ... 41

1 1 Betongkonsistens ... 27

12 Tillsatsmedel (»porbildande medel») ... 18

13 M askintyp för bearbetning och komprimering av betongen . . 53

14 Efterbehandling av betongytan ... 33 15 Härdningsmetod ... 29 16 Härdningstid ... 27 17 H ållfasthet ... 31 18 S a lt n in g ... 6 19 Trafikm ängd ... 74 7 7 8 A v önskade 1 691 uppgifter ha följaktligen endast 778 kunnat fram skaffas, vara v många icke äro fullständiga.

Såsom fram går av tabell i har trafikm ängden kunnat uppskattas för 74 av de 89 objekten, under det att säkra uppgifter om vinterväghållet med avseende på saltningen endast kunnat fram skaffas i 6 fall. Sammanlagda antalet bilar, som intill juni 19 55 fram gått på varje betongväg, har uppskattats med hjälp dels av väg- och vattenbyggnadsstyrelsens trafikflödeskartor av 1953 och dels av uppgifter om antalet inregistrerade bilar under åren 19 29 — 19 55. D ärvid har samma förhållande ansetts råda mellan m edeldygnstrafik och antalet inre­ gistrerade bilar, som förhållandet var under 19 53. N ågon beräkning eller upp­ skattning har däremot icke kunnat göras av omfattningen på den, exempelvis på de äldre betongbeläggningarna i Skåne och på Gotland, under trettiotalet tidvis mycket intensiva trafiken med bettransporter, då beläggningarna av de tungt lastade vagnarnas järnhjul utsattes för stora påfrestningar i ytskiktet.

I N S P E K T I O N AV V Ä G A R N A

Vw

I N S P E K T I O N E N har genom okulär besiktning varje platta karakteriserats

och betygsatts med avseende på ytskadornas svårighetsgrad. Betygsättningen har om fattat dels skadornas ytutbredning, dels skadornas medeldjup. Betygs- skalan har för betygsättning av skadornas ytutbredning om fattat fem betyg, betecknade med o för oskadade plattor, i för enstaka, 2 för fåtaliga, 3 för tal­ rika och 4 för utbredda — sammanhängande ytskador. För betygsättning av skadornas medel djup ha använts tre betyg, 1, 2 och 3, där 1 betecknar skador med ringa, 2 skador med m åttligt och 3 skador med stort medeldjup. En platta betygsatt med exempelvis 23 har alltså fåtaliga men djupa ytskador. Den utförda bedömningen har vid senare besiktningar kontrollerats i olika avse­ enden.

För varje betongväg har av såväl ytbetygen som djupbetygen beräknats medel­ betyg, som ha betecknats med resp. ytfa ktor och djupfaktor. V arje betongvägs ytfak tor har beräknats såsom medeltal av samtliga plattors ytbetyg under det att betongvägens djupfaktor har beräknats såsom medeltal av de skadade plat­ tornas djupbetyg. Fotona i fig. 1 kunna exem plifiera betygsättningen.

I samband med inspektionen upprättades en plan över varje betongväg, på vilken betygen infördes.

N åg ra uppgifter om tidpunkten för skadornas uppkomst och hur skadorna ökat med tiden hos de olika objekten ha icke kunnat fram skaffas.

Resultatet av ytskadeinventeringen redovisas i diagram för varje län, fig. 3 — 1 1 . I diagrammen lämnas, för varje objekt, uppgifter om de oskadade resp. skadade plattornas totala yta, fördelningen av ytbetygen och djupbetygen samt beräknad ytfak to r och djupfaktor. På kartan, fig. 12 , ha för varje län upp­ gjorts stapeldiagram över ytbetygens och djupbetygens fördelning.

Fig. 1. Exempel på betygsättning.

Fig. 1. T o classify the pavements with regard to the amount of scaled surface and the severity and depth o f the scalings, each slab was assigned a surface classification index from o = no scaling to 4 = extensive scaling and a depth classification index from 1 = very shallow, to 3 = deep. The average index fo r the whole pavem ent is called surface-factor (»ytfaktor»), respectively depth-factor (»djupfaktor»). Picture A shows a typical surface classification 4, picture B classification 3, and picture C classification o. The pavements were built: A in 1953, B in 19 3 1, C in 1938. T otal traffic was: 8, 4.3 and 10 million vehicles.

A . Betongplattans ytbetyg = 4. Beläggningen utförd 1953. Trafikm ängd ca 8 milj. bilar.

B. Betongplattans ytbetyg = 3. Beläggningen utförd 19 5 1. Trafikm ängd ca 4,5 milj. bilar.

C. Betongplattans ytbetyg — o. Beläggningen utförd 1935 — 1938. Trafikm ängd ca 10 milj. bilar. Ytan obetydligt nött.

Med väginstitutets transportabla betongborrmaskin har från flertalet betong­ vägar uttagits fy ra betongkärnor, diam. 15 cm. V id denna borrning har från varje betongväg två prover tagits ur oskadade och två ur skadade plattor. N ågon annan provtagning har icke utförts. A v samtliga 107 uttagna prover ha fyra provtryckts och deras cementhalt bestämts av statens provningsanstalt. Resten av proven ha bevarats för fram tida undersökningar.

Fig. 2. Statens väginstituts transportabla betongborrmaskin. Betongkärnornas diameter 15 cm.

Fig. 2. Transportable boring equipment fo r concrete cores, diameter 15 cm.

B e t e c k n i n q a r :

I

— o s k a d a d b e t o n q y t a (u n se a le d a re a ) = s k a d a d ---> •--- ( scaled a re a )

Fig. 3. Diagram över ytskadornas omfattning hos sex betongvägar i Stockholms län.

F ig . j . Extent o f scalings on six pavements in the county (län) of Stockholm (B). The diagram at the top shows total pavement area and year of construction. Unsealed area is black and scaled area is dotted. T h e middle diagram shows percentages o f slabs with surface classification

index o— 4 and also surface-factors. The third diagram applies to depth classification index and depth-factors.

Dt D2 D3 D4 P5 Y t f a k t o r : t.

ro

> -c

ro E

fe 8

X c-ro o a *

_ro

<u cl "ro 100 90 60 70 60 r « ro 50 L (Ti ro -q 4o ra JS ^ * " 3 <3 > c 5 t i 20 0) _a X . i IQ t- -£ . i a ° -D o D ju p fa k t o r B e t e c k n i n q a r : 2.0 1.5 2' 3' 1.4

t

123 l.l TV7 1.5 I = o s k a d a d b e t o n q y t a (u n se a le d are a) 0 — s k a d a d u ( sc a le d a r e a ) Fig. 4. Diagram över ytskadornas omfattning hos fem betongvägar

i Södermanlands län.

L ä n : Ö s t e r g ö t l a n d s

E2 E3 E4 E5 E6 E7 E ö E9

B e t e c k n i n q a r : I = o s k e d a d b e t o n q y t a (u n se a le d a r e a ) 0 =» s k a d a d ---* --- ( sc a le d a r e a ) Fig. 5. Diagram över ytskadornas omfattning hos nio betongvägar

i Östergötlands län.

L ä n : G o t l a n d s

O b je k t n r : n \ z 1 3 1 4 1 5 1 6 j 7 J 8 19 1 1 0 III 1 1 2 113 114 1 15

B e t e c k n i n g a r : ■ = o s k a d a d b e t o n g b e lä g g n in g (u n se a le d a r e a ) 0 = y t s k a d a d --- v--- ( s c a le d a r e a ) Fig. 6. Diagram över ytskadornas omfattning hos femton betongvägar

i Gotlands län.

L2 L 3 L4 L5 L6 L? L8 L9 LIO Lll LI2 LI3 LI4 j f 40000 0)

£

20000

B

1932 1932 1932 1936 Byggnadsår: 1930 1931 1932 1932 1932 1932 1936 1938 1938 1938 1939 1939 1939 1940 B e t e c k n i n g a r : I = o s k a d a d b e t o n g y t a ( u n s e a le d a r e a ) 13 = s k a d a d ---//--- ( s c a le d a r e a )

Fig. 7. D iagram över ytskadcrnas omfattning hos fjorton betongvägar i Kristianstads län.

Fig. 8. Diagram över ytskadornas omfattning hos tretton betongvägar i Malmöhus län.

NI N2 N3 N4 N5 N6 N7 N 8 N9 NIO NII Y t f a k t o r : u ID > X

(0 E

r ° fe " x t-j u o Q- “E (U CL 100 90 80 70 60 £ « M 50 C (0 (0 - o CVJ 4 0 (0 v Q) 10 O ' 3 0 >

1 3 - s 20

_{<1) _Q} g .« * 10 L. -O .3, a o -g* Q D j u p f a k t o r : B e t e c k n i n g a r 1,8 sJ?" I 7T 12V" 11 2 31 T 2^ TO 11V31 VzV 1,04 1,0 1,02 2,0 2,04 2,0 2.0 I — o s k a d a d b e t o n g y t a (u n s e a le d a r e a ) H = s k a d a d --- //--- ( s c a le d a r e a ) IW

Fig. 9. Diagram över ytskadornas omfattning hos elva betongvägar i Hallands län.

L ä n : Ö r e b r o

T 3 T 4 T ? T ö T 7 T Ö

B y g g n a d s å r

B e t e c k n i n g a r : 1 = o s k a d a d b e t o n g y t a ( u n s e a le d a r e a ) 0 = s k a d a d --- '/•--- ( s c a le d a r e a )

Fig. io. Diagram över ytskadornas omfattning hos åtta betongvägar i Örebro län.

6! Hl NX/I W 2 W 3 ACl BD I ju L O 40000 20000 0 B y g g n a d s å r ■. 100 E * s n. CM

fe

* O 10 r-rs — CT a > t i M ro & c « -S J? L lu t * £ * & *- _{g ro} a x Y t fa k t o r u

ro

> -c ra E t s o £ t- ra o o. *

_ro

-+- — JU 0-ro qj X ~v

ro

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 n 50 ra x) w 40 ro J2 •«"* % ₃ " cr?°_{V) >} c | t i 20 <U j*: . n O 0) Q. |0 L JO .2, a ° -O o D j u p f a k f o r : 1942 0'l'2'3'4 2,9 l 'i'zy 1,9 W 1.3 *1 i| 2'3' 1.7 i 1 v y .3 ‘J2 2,<34 1936 O112} 3'A 0.5 fiW 1.2 f^r ,02 1 2,'J 1.2 B e t e c k n i n g a r : I = o s k a d a d b e t o n g y t a (u n s e a le d a r e a ) H = s k a d a d ---// — s c a le d a r e a )

Fig. i i. D iagram över ytskadornas omfattning hos betongvägar i G, H , ¥ , A C , BD och C län.

Län*. C I o b j e k t 4 1 - 5 0 0 m 2 15 objekt 7 7 502 m2 1 3 objekt 552 500 m 14 o b je k t 165.400 m 2 ₁₅ 5 0 0m

I

V t b e t y g ( v ä n s t r a s t a p e 1 n 0 =* o s k a d a d b e t o n q y t a 1 = e n s t a k a y t s k a d o r Z — 2 = f å t a l i g a — _u— ₃ — _" 3 - t a l r i k a — ♦— 4 — u t b r e d d a - s a m m a n h ä n g a n d e y t s k a d o r D ju p b e t v q f h o q r a s t a p e l n ^ ._ 1* y t s k a d o r m e d l i t e t m e d e l d j u p " m å t t l i g t — « — s t o r t — //—

B E D Ö M N I N G AV

O R S A K E N T I L L Y T S K A D O R N A S U P P K O M S T

A tt av inventeringen och insamlade data göra en säker bedömning av orsakerna till ytskadornas uppkomst har icke varit m öjligt; därtill äro de möjliga orsa­ kerna allt för många och de insamlade uppgifterna för få och osäkra. På sin höjd kan en tendens till ett orsakssammanhang mellan skador och viss orsaks­ faktor skönjas, medan det knappast torde vara möjligt att finna en klart sam­ verkande effekt av flera faktorer.

I de fall, där data om orsaksfaktorerna ha kunnat fram skaffas i näm nvärd omfattning, ha diagram uppgjorts visande ytfaktorns beroende av en enda faktor.

Det geografiska lägets inverkan på skadeutvecklingen kan studeras på dia­ grammen i fig. 3 — 12 men också de diagram som belysa viss faktors inverkan giva upplysningar i denna fråga genom att objekt tillhörande områdena Sydsverige, Västkusten och M ellansverige— N orrland i diagrammen betecknats olika.

A v diagrammen fram går, att skadornas omfattning är störst i Mellansverige, av mindre om fattning i Malmöhus och Kristianstads län och minst i Hallands län och på Gotland. De två norrländska betongvägarna, en i Västerbottens och en i Norrbottens län, ha skador, men i relativt liten omfattning. I K alm ar län har en betongväg inventerats, och denna är, trots sin ålder, 23 år, i det när­ maste oskadad.

H uruvida det geografiska läget enbart genom skillnad i klim atiska förhållan­ den vållat olikheterna i ytskadornas omfattning eller om det även medverkat till dessa olikheter genom av läget betingad skillnad i stenmaterialets petrografiska sammansättning är obekant. N ågra undersökningar, som belysa denna sist­ nämnda faktor, ha nämligen icke kunnat utföras.

A tt skadornas omfattning ökar med åldern till såväl yta som djup måste anses vara självklart. Däremot kan man icke av undersökningen draga några slutsatser om, att ett linjärt samband råder mellan ålder och skadefrekvens, enär varje objekt inspekterats endast en gång. En sådan slutsats hade, av föreliggande material, endast kunnat dragas, om objekten, i avseende på samtliga faktorer utom åldern, varit identiska, vilket får anses orimligt. A v fig. 13 fram går också, att punkternas spridning är så stor, att ej ens en tendens till samband kan anses föreligga. A v den i H ighw . Res. Board, Bull, nr 70, 19 53 av L. E. Andrews

Fig. 12. K arta med stapeldiagram över ytskadefrekvensen år 1955 på betongbeläggningar inom olika län.

Fig. 12. The diagrams show average surface classification indexes o— 4 (left) and average depth classification indexes 1 — 3 (right) in per cent fo r each county (län).

Fig. 13. Diagram över ytfaktorns beroende av byggnadsår, entreprenör, porbildande medel och saltning vintertid.

Fig. 13 . Relation between surface-factor and year o f construction, contractor, use o f air-entraining agent and use of thawing salts.

redovisade undersökningen från några betongprovvägar i U S A fram går, att ytskadorna »on all non-air-entrained concrete» uppträtt redan första året och att man, trots att skadeutvecklingen följts under fem år, icke påvisat något linjärt samband mellan ålder och skadefrekvens. Icke heller de av väginstitutet under många år gjorda iakttagelserna beträffande skadeutvecklingen hos några svenska betongvägar giva stöd för slutsatsen om ett linjärt samband.

U ppgifter om väderleksförhållandena under gjutningen och härdningen saknas i stort sett. A v de uppgifter, som kunnat in förskaffas för sjutton objekt betr. årstiden för gjutningen, kunna vissa slutsatser dock dragas. Sålunda kan man icke, som fram går av diagrammet i fig. 14, där ytfaktorn redovisas som funk­ tion av gjutningsmånaden, spåra någon tendens till att beläggningar gjutna under viss årstid skulle ha större anlag för ytskador. E j heller kan man hos det enskilda objektet, där gjutningarna ha påbörjats på våren och avslutats på hösten eller där gjutningarna pågått under två säsonger, finna någon påtaglig skillnad mellan v å r— sommar- och höstgjutna sträckor. A v de tillgängliga väderleksuppgifterna kan man ej heller finna, att regn och frost under gjut- ningarna ha inverkat på skadefrekvensen.

För bedömning av cementets betydelse för skadornas uppkomst och om fatt­ ning finns, bland insamlade data, 51 uppgifter om använd cementsort. Ä tta fabrikat äro representerade, vilka ha betecknats med siffrorna 1 — 8. D iagram ­ met i fig. 15 , som visar ytfaktorn som funktion av byggnadsår och cementfabri­ kat, ger en antydan om att en kvalitetsskillnad kan förefinnas mellan fab ri­ katen. Sålunda är det, enligt diagrammet, påfallande, att objekt med cement

t-o (0 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1937 19 1940 3 6 1932 1933 1936 1933 19 194° 1950 193 6 36 "*1939 1932 * 1,5 1,0 0,5 0 19531932 1937'

IjanJfebnlmarslaprillmaj IjuniIjuli laugJseptlokt.I nov.(dec.! G ju tn in g s m å n a d B e t e c k n i n g a r ; ■ = B ,D ,E ,G ,T ,V a, A C ,BD lä n ▼ = H, I , L ,M • = N A n g i v n a å r t a l a v s e b y g g n a d s å r e t

Fig. 14. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och gjutningsmånad. Fig. 14. Relation between surface-factor and month of construction.

av fabrikat 1 och 3, oavsett byggnadsår, ha erhållit särskilt omfattande ytska- dor. —- Objekt, vari ingår cement av fabrikat 1 och som ha utförts med kalk- rikt stenmaterial, ha dock icke erhållit några näm nvärda skador. — Objekten, innehållande cementsorten 1 eller 3, äro visserligen samtliga belägna i M ellan­ sverige, men då andra objekt, som ha utförts inom samma område men med cement av andra fabrikat, ha relativt få skador, synes cementfaktorns inverkan i dessa fall vara större än klim atfaktorns. Det är emellertid svårt att draga några säkra slutsatser, eftersom även andra faktorer kunna ha varit anledning till skadorna. Så t. ex. ha de mycket skadade beläggningarna med cement 1 eller 3 utförts av entreprenörerna b eller c, fig. 13 . H uruvida kvalitets spridning även förekommer hos det enskilda fabrikatet kan icke, av denna utredning, påvisas. D å anledning emellertid finns att antaga, att samtliga använda cement­ sorter ha u p p fyllt de fordringar, som äro angivna i gällande statliga cement­ bestämmelser, och att de även ha godkänts av vederbörande myndighet, kan man misstänka att sådana egenskaper, som enligt cementbestämmelserna icke behöva prövas eller som äro okända, äro verksamma och som förorsaka ytskador.

De uppgifter, som kunnat fram skaffas om cementhalten, gälla, med några få undantag, endast de enligt anbudshandlingarna lägst tillåtna halterna och ej dem, som ha använts vid utförandet. Svåra ytskador ha uppstått även på objekt med hög cementhalt under det att icke så få objekt med låg cementhalt äro relativt oskadade. Cementhaltens inverkan på beläggningarnas motståndsför- måga mot avflagningar synes, av vad som fram går av fig. 16, icke ha varit avgörande.

A tt variationer i cementhalten förekomma vid samma betongväg är sannolikt. A v provningsanstaltens bestämningar av cementhalten hos fy ra av de utborrade betongproverna, proverna 6, 7, 19 och 20, har man konstaterat, att, hos samma betongväg, cementhalten är lägst i prover tagna ur skadad beläggning, men detta förhållande kan möjligen förklaras med att den skadade beläggningen saknade det vanligen cementrika ytskiktet. I ett fall, objekt B 4, där cement­ halten från gjutningen var bestämd av kontrollanten, 338 kg/m 3, har cement­ halten hos proverna, proverna 19 och 20, angivits till ca 290 och 305 kg/m 3 vid provningsanstaltens bestämningar.

Fig. 15. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och cementfabrikat. Fig. i j. Relation between surface-factor and brand of cement.

C e m e n t h a l t , kg

j c m

3 B e + e c k n i n q a r : ■ = B,D,E,G ,T,V</,AC ,B D lä n ▼ = H , I , L , M // # = K| // A n g i v n a å r t a l a v s e b y g g n a d s å r e t

Fig. 1 6. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och cementhalt. Fig. 16. Relation between surface-factor and cement content.

Såsom tidigare har fram hållits, saknas uppgifter om stenmaterialets ty p , ren­ het och gradering, men måhända kan de olikheter som förekomma i stenmate­ rialets petrografiska sammansättning, med bl. a. de i Skåne, Kalm artrakten och på Gotland förekommande kalkrikare materialen, ha bidragit till skillna­ den i skadeutvecklingen. Sålunda har på Gotland stenmaterial kommit till an­ vändning, där kalkhalten i sanden och natursingeln uppgått till ca 50 °/o och icke i något fall torde kalkhalten i gruset på Gotland understiga 20— 25 °/o. Därem ot kan knappast någon skillnad i skador eller ytstruktur upptäckas mel­ lan betongvägar utförda med krossmaterial och betongvägar utförda med singel Stenhalten synes icke heller ha inverkat på beläggningarnas anlag för ytskador. Hos somliga beläggningar ha skadorna företrädesvis först uppstått, där större stenar ha legat nära ytan, medan andra beläggningar med hög stenhalt efter många år uppvisa en oskadad yta av m osaiktyp, fig. 17.

V id en jämförelse mellan betongvägarnas ytfak tor och uppgifterna om pro­ portionerna cement: sand: sten kan man icke sluta sig till, att sammansättningen skulle ha inverkat på skadeutvecklingen, en uppfattning, som ytterligare

stär-Fig. 1 7. Betongyta a v mosaiktyp. Fig. iy . Unsealed concrete surface o f mosaic type.

kes av att skadefördelningen är jämn även hos objekt, där det är känt, att pro­ portionerna av ingående torra material ha varierat.

För bedömning av vattencementtalets inverkan på ytfaktorn finns 4 1 upp­ gifter. A v dessa äro för 14 objekt vattencementtalet angivet med gränsvärden och för de övriga, förmodligen, med medelvärden. A v diagrammet i fig. 18, som visar ytfaktorn som funktion av vattencementtalet, fram går att någon påtaglig skillnad icke kan spåras i skadeutvecklingen hos objekt med högt, ca 0,60, eller lågt, ca 0,40, vattencementtal. N ågon bedömning av huruvida skade­ utvecklingen är resultatet av t. ex. vattencementtalets samverkan med någon annan faktor kan icke göras med stöd av insamlat material.

U ppgifterna på utförda konsistensmätningar äro angivna för 14 betongvägar med gränsvärden och för 13 betongvägar med medelvärden. Konsistensen har i samtliga i fig. 19 angivna 16 fall mätts med vebemätare och härvid har som lägsta värde uppmätts 3 och som högsta 35 vebegrader. För övriga 1 1 objekt har konsistensen provats med sättkon, varvid sättmått mellan 0,5 och 6 cm har uppmätts. Trots att betongens konsistens har varierat m ycket såväl inom som mellan objekten, har icke, såvitt man kan bedöma, någon entydig inverkan av vare sig styv eller lös konsistens kunnat konstateras på ytfaktorn. Sålunda ha objekt som utförts av betong med stor spridning i konsistensvärdena icke erhållit svårare eller fler skador än objekt som utförts av betong med liten konsistensspridning. Det bör emellertid understrykas, att materialet för en sådan

4.0 3.5 3.0 t- 2,5 l 2.0 1.5 1.0 0,5 0 1 ■ ■ 1950 1951

|

17 JZ.

...

---

1 . 1 9 3 9 l i 1939 ^ 1940 1 1938 —¥... 1949 , 1950 ■ _{: 1936} ■ ■ 1936 ■1936 —1949 Sä .. “ \ 1952b J 953. I93Ö “ T 1932 f (954 1950 _{m lORI} >1934 1 1952.. 1r..l95£... L939 I9; 71953 J ^ k l i— i! 1953. 0,40 0,45 ■ l9J L f j932 1951 " j. 193819360 55 1938 1936 v a + f e n c e m e n t i a l 0,60 0,65 B e t e c k n in g a r *- ■ = B ,D ,E ,G ,T, W, AC,BD lä n ▼ = H , I , L ,M • = N A n g i v n a å r t a l a v s e b y g g n a d s å r e t

Fig. 18. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och vattencementtal. Fig. 18. Relation between surface-factor and water cement ratio.

bedömning är mycket begränsat. Bedömningen av konsistenser kan befaras ha varit väl subjektiv; även då vebemätaren har använts, är sådan subjektivitet icke utesluten. Tolkningen av sambandet mellan konsistens och skador blir därför osäker.

För att förbättra betongens frostbeständighet har man under sista decenniet tillsatt betongmassan porbildande m edel, »air-entraining agents». Härigenom har man bl. a. uppnått, att betongmassans bearbetning underlättats och att risken för separation vid dess bearbetning har minskats, vilket allmänt anses vara till fördel för betongens frostbeständighet. Den utförda inventeringen av svenska betongvägar visar emellertid, fig. 13 , att det icke med säkerhet kan konstateras, att dessa tillsatsmedel ha medfört någon ökad frostbeständighet. Betongvägen B 3, utförd 1950, har exempelvis blivit svårt skadad, ytfak tor 2,7, trots att porbildande medel hade använts. På en annan betongväg med tillsats­ medel, objekt B 5, som utfördes 19 53 och som vid inventeringen 1955 erhöll ytfak tor 0,5, har skadorna ökat i så stor omfattning, att beläggningen vid fö r­ nyad inspektion hösten 19 57 erhöll ytfak tor 2,2. En viss skadehindrande effekt

1942 1951 *1950 1949 1952 ▼'1949 1953 1950 '9525

Pras r

0 2 4 6 8 10 12 14 16 16 20 22 24 26 26 3 0 32 3 4 36 k o n s i s t e n s i v e b e B e t e c k n i n g a r : ■ = B ,D ,E ,G ,T ,W ,A C #BD lä n ▼ = H , I , L , M // • = N A n g i v n a å r t a l a v s e b y g g n a d s å r e t

Fig. 19. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och betongkonsistens. Fig. 19. Relation between surface-factor and consistency of concrete.

kan dock konstateras hos betongvägarna B 4 och W 1, där de sträckor, vari ingår porbildande medel, åtminstone delvis erhållit väsentligt mindre antal ytskador än övriga delar, utförda utan porbildande medel. I såväl U S A som Tysklan d har man gjort erfarenheten, att frostbeständigheten m ycket väsent­ ligt förbättras av porbildande medel. Det ligger därför nära till hands att tro, att de porbildande medlen i Sverige hitintills använts på felaktigt sätt, exem­ pelvis genom att lufthalten på grund av felaktig dosering blivit för låg eller av någon anledning har blivit ojämnt fördelad.

Enligt T. C . Powers bör lufthalten i betongmassan ej understiga 4,5 och ej överstiga 6 % . V id svenska och andra amerikanska försök har konstaterats, att lufthalten ej bör understiga 4 % , om god frostbeständighet skall erhållas. V id nämnda undersökningar har även konstaterats, att betongens motstånds- förm åga väsentligt ökas om luftporernas antal är stort, d. v. s. deras diameter liten, 0,25 mm enligt Powers, och poravståndet ringa. Denna porstruktur kan, anser man, åstadkommas, om tillsatsmedel på lämpligt sätt och i läm plig kvan ­ titet inblandas i betongmassan. Emellertid torde det knappast vara m öjligt, att med nu förekommande fältapparatur (apparat enl. Boyles lag) konstatera, om betongmassan har en porstruktur, som uppfyller ovan nämnda k rav på liten diameter och ringa poravstånd eller om betongen till följd av en felaktig

4,0 öp *30 -O u 0 ] r] 11 t1 □ *-P 0 +-O Q m_■ 1f (0 ^ M— -H > \ [] 1 n [] □ I□3 ▼ \7 05 v --BB- ■ rn 11 \ f i 0 -

.

... \,

(

L-£U) T *rM — i_ r

!

: ._{V . I !*S»} 1930 1932 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 B y g g n a d s å r B e t e c k n i n g a r : S ta m p m a s k in I V i b r e r i n g s m a s k in e ll e r v i b r o b r y q qa □ ■ = B ,D ,E ,G ,T ,W ) AC ,BD l ä n v ▼ = H , I , L , M O • = JSJ n

Fig. 20. D iagram över ytfaktorns beroende av byggnadsår och bearbetningsmaskin. Fig. 20. Relation between surface-factor and year o f construction and type o f finisher

(tamping or vibrating).

dosering av tillsatsmedel och/eller till följd av en otillfredsställande bearbet­ ning företrädesvis innehåller stora porer, som ha diameter > 0,25 mm eller förekomma i form av kapillära håligheter. Frågan om tillsatsmedlets inverkan på betongmassans egenskaper torde ännu ej vara fullt klarlagd. Sålunda torde man ej med säkerhet ha kunnat konstatera om betongens ökade frostbeständig­ het i huvudsak är ett resultat av tillsatsmedlets fysikaliskt-kem iska inverkan eller är ett resultat av tillsatsmedlets konsistensförbättrande egenskap. A v tillsats­ medlets fysikaliskt-kem iska inverkan erhåller betongen stort antal små porer, vilk a anses lämna utrymme för vattnets expansion vid frysning. Genom sin konsistensförbättrande egenskap förbättrar tillsatsmedlet betongens bearbetbar- het, vilket medför att volymen av stora porer, porer större än 0,25 mm och kapillära håligheter, kan minskas, varvid betong med större vattentäthet erhål- les. A v inventeringen kan dock icke några säkra slutsatser dragas om denna faktors inverkan.

Eftersom stor oklarhet och olika uppfattningar synes råda ifråga om por­ strukturen, bl. a. i avseende på porernas storlek och form, och porernas

upp-4.0

3,5

3.0

t. 2,5 1 2 .» V*--H * w 1.0 0,5 0 300 K>51 1950 l 1940 1939 ... l<>36 ▼ ... ■B 1936 195 ▼>0 1952 ---m >53 v 1954 !935 . .,f---= 1950 ■,1951 x1937 _m

1

_{. -1939}" _'9;\2 1952 i* ▼ ---1951 I 1935 19321 % 1951 1935193o 1939 1953 350 4001936 1936 1936 450 500 550 600 T r y c k h å l l f a s i h e f , K2Q , kq/cm B e t e c k n i n g a r : ■ = B > D ,E ,G /T ,W ,A C ,BP lä n ▼ * H , I , L , M ft • = N " i n g i v n a å r t a l a v s e b y g g n a d s å r e t

Fig. 2 i. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och tryckhållfasthet. Fig. 2 i. Relation between surface-factor and ultimate compressive strength.

gift och medverkan vid frysning, förefaller det angeläget, att dessa problem upptagas till forskning.

Betydelsen av att en för varje betongsammansättning lämplig bearbetnings- metod kommer till användning, så att god komprimering och följaktligen liten volym av fram förallt kapillära håligheter erhålles, kan måhända förstärkas av det faktum , att flera av bl. a. de äldre beläggningarna, som icke ha tillsatts porbildande medel och följaktligen saknar små porer, äro oskadade trots att, som man kan utgå ifrån, lufthalten i betongmassan har understigit 4 % . Det är okänt, vilken inverkan på frostbeständigheten de porer ha, som uppstå när fritt vatten avdunstar vid betongens torkning och som, genom sin porstorlek, väsentligt öka lufthalten. N ågon förbättring av betongens egenskaper torde emellertid denna ökning av lufthalten icke innebära, enär sistnämnda porer ej, såsom de mindre på kemisk väg erhållna porerna, utgöra slutna rum. Det är även ovisst, om den separation, med avgång av överskottsvatten (och även

Fig. 22. Bilbeståndets utveckling i Sverige under åren 1929— 1955. Fig. 22. N um ber o f motor cars in Sweden between 1929 and 1955.

något cement och finmaterial), som kan uppstå exempelvis vid vibrering av betong och som innebär, att de stora vattenfyllda porerna minskat till volym och ev. förändrat form, resulterar i en försämring av betongens motståndsför- måga mot ytskador. I detta sammanhang kan fram hållas, att en sådan avgång av vatten eftersträvas vid exempelvis vakuumbehandling av betongens yta.

U ppgifter om använda arbetsförfaranden för betongmassans bearbetning ha kunnat införskaffas för 53 betongvägar. A v dessa ha 7 utförts med handstöt, 19 med stampmaskiner, 7 med vibratorbryggor och 20 med ytvibreringsm aski- ner. Handutbredning av massan har förekommit i 3 fall, där betongen sedan bearbetats med handstöt, i 2 fall med maskinstamp, i 6 fall med vibratorbrygga och i 1 fall med ytvibreringsm askin. M askinell utbredning har tillämpats i 15 fall, där betongen sedan maskinvibrerats. Utbredningsförfarandet vid utförandet av övriga objekt är för utredningen okänt. A v inventeringen och betygsättning­ en fram går, enl. fig. 20, att stampad betong har större procentuellt antal miss­ lyckade objekt än vibrerad betong. En rättvis jämförelse mellan bearbetnings- metoderna och deras resultat kan emellertid knappast göras, enär flertalet objekt med stampad betong ha utförts före år 1940 och flertalet objekt med vibrerad betong efter år 1950.

Enligt statliga betongbestämmelser skall vid betongmassans bearbetning bl. a. tillses, »att vibratorerna ha läm plig storlek och frekvens» och »att konsistensen och sammansättningen på betongen är den för vibreringsförfarandet och kon­ struktionen lämpliga». Uppfattningen om lämpligaste maskintyp och för vib ra­ torerna lämpligaste frekvens, fram drift och amplitud för bearbetning av betong

Objekt .n r : Byggnadsår Kortil: Ytfaktor-. Trafikmängd; Riktning-, B3 1950 § 1 i : 2,3 5 2, 2 3 323.21 29,3-13,6 milj.bilar I från |mot I |5tockholml 12.8 milj bilar

I

från J mot I Stockholm

I

3-filig väg 1 2 3

Beteckningar: I = oskadad betongbeläggning (unsealed a r e a ) B5 1953 — k |o,8l I 12-511 0,36 1,490322,11 jt| 4 0,53 2,43 6,6milj. bilar

I

från | mot I Stockholm 1955 1957 B6 1953 r F k 1 1_T 2 1 3 I 4 Y o~ _{0 |iao8|0.31} 4.3 milj bilar från j mot I Stockholm | 4 fihg väg 2 3 d r t M 12 1952-1954 I 1 I 2 I 3 I 4 10.1210.03|0.0 3|o.06 6,7 milj bilar 1 1 mot I Malmö t mittremsa

liil = ytskadad ( scaled a re a )

Fig. 23. Skadeutvecklingen inom olika filer hos två trefiliga och tre fy rfilig a betongvägar.

Fig. 23. Comparison between extent of scaling on the differen t lanes o f two 3-lane and three 4-lane roads.

av viss konsistens och sammansättning varierar emellertid. Y tterligare under­ sökningar om ovannämnda faktorers inverkan på bl. a. betongens ytskikt och frostbeständighet synas följaktligen vara önskvärda.

För betongytans efterbehandling har förekommit bl. a. avjäm ning för hand med bräda, putsning för hand med stålskiva och för de under 50-talet byggda objekten, avjäm ning och slipning med maskin, »longitudinal finisher». Efter- behandlingsmetodens inverkan på frostbeständigheten torde vara stor. A v inven­ teringen fram går dock icke något, som entydigt pekar på att denna faktor skulle ha medverkat till ytskadornas uppkomst och utveckling. Även beträffande denna faktor torde ytterligare undersökningar vara önskvärda.

U ppgifter, ehuru ofullständiga, om härdningsmetod och härdningstid finnas om 29 resp. 27 betongvägar. A v uppgifterna fram går, att betongytan, sedan den erhållit tillräcklig fasthet, i regel har täckts först med juteväv eller med kraft­ papper under ett eller några dygn och sedan med fuktig sand eller halm för att förhindra snabb uttorkning. Liknande härdningsförfarande torde ha till- lämpats på flertalet av de övriga betongvägarna. N ågon betongväg med mem- branhärdad betong har, såvitt bekant är, icke inventerats. Den tid betongen hållits täckt har, för de 12 betongvägarna, varierat mellan 7 och 2 1 dygn.

De 31 värden på betongens tryckhållfasthet, som visas i fig. 2 1, utgöras för 12 betongvägar av medelvärden och för 19 betongvägar av gränsvärden. Hur stort antal mätningar, som ha utförts, för beräkning av varje m edelvärde eller

för erhållande av redovisade gränsvärden är obekant. Bland objekt med få eller inga ytskador har såväl höga som låga tryckhållfasthetsvärden uppmätts, under det att en tendens till ökat antal ytskador, ytfak tor över i, möjligen kan för­ märkas hos objekt med företrädesvis låg tryckhållfasthet. A v objekt med stor spännvidd mellan gränsvärdena på tryckhållfastheten ha några erhållit om fat­ tande ytskador, medan andra åter äro oskadade. N ågon påtagligt ojämn skade- fördelning hos objekt med stor variation i hållfasthet har icke kunnat konsta­ teras. Ej heller har någon korrelation mellan hållfasthet och vattencementtal kunnat konstateras.

För att bedöma om användning a v vägsalt vintertid har bidragit till att ytskador uppkommit finnas säkra uppgifter om att salt använts endast för 6 betongvägar. A v dessa ha fem erhållit ytskador på de delar, där saltning har utförts. P å två av dessa fem objekt har porbildande medel använts till hela längden, utan att denna tillsats har hindrat uppkomsten av skador. Såsom tidi­ gare har fram hållits motsäger dessa negativa svenska resultat erfarenheten i U S A och Tysklan d om nyttan av porbildande medel. Troligen beror, såsom tidigare fram förts, dessa negativa svenska resultat på att betongen till följd av felaktig dosering av tillsatsmedel erhållit otillräcklig halt små porer. En tredje betongväg, som saltades redan under första vintern efter utförandet, erhöll efter denna vinter omfattande ytskador på sträckor utan porbildande medel. På denna betongväg hade tre provsträckor utförts med olika halt av por­ bildande medel, nämligen 0 ,0 1, 0,015 och 0,03 % Darex. A v dessa sträckor var, vid inventeringen 19 55, den med lägsta halten mest skadad, medan den med högsta halten var i det närmaste oskadad. Från samma betongväg uttogos prover, vilk a undersöktes mikroskopiskt av statsgeologen N . Sundius. Denne konstaterade, att den oskadade betongen, innehållande porbildande medel, hade »största antalet runda blåsrum» och att det hos betong utan tillsatsmedel icke fanns någon påtaglig skillnad mellan oskadad och skadad betong vad gäller »frekvensen av mindre och diffust avgränsade hålrum».

Detta bestyrker ovan fram förda antagande, att halten tillsatsmedel icke får vara alltför ringa och att en liten variation av mängden tillsatsmedel kan ha stor inverkan på såväl betongens frostbeständighet som på dess motståndsför- måga mot saltangrepp. Det är därför av stor betydelse, att läm plig halt porbil­ dande medel tillsättes betongmassan och att en jämn fördelning av tillsatsmedlet i betongen åstadkommes.

På en fjärde betongväg, byggd 19 52, utfördes under vintern 19 5 4 — 1955 på en 1 km lång provsträcka försök med spridning av med bergsalt, N a C l, inblan­ dad sand. Denna betongväg, som var utförd med porbildande medel, hade en lufthalt av i medeltal 3,6 °/o. Sanden utspreds i vägm itt i en ca 2 m bred sträng, ungefär motsvarande sandspridarens bredd. Provsträckan saltades 1 1 gånger under vintern. Saltkoncentrationen blev vid några spridningsförsök betydligt högre, 35 — 50 g/m 2, än vad saltkoncentrationen i sand för vinterväghållning bör vara; enligt praxis i såväl Sverige som Tysklan d 10 — 15 g/m 2. V id prov­ tagning konstaterades att salthalten i spridningssanden låg mellan 1,6 och 8,2 % och att spridningsmängden salt fläckvis kan uppgå till 70 å 100 g/m 2. T ill

över-Fig. 24. Beläggningen, utförd 1950, har de flesta ytskadorna i hjulspåren. T . o. m. inventeringsåret har fram gått en trafikm ängd av ca 13 milj. bilar.

Fig. 24. T yp ica l scalings on a Swedish concrete road. T he majority of the scalings are found in the vehicle tracks. T otal traffic is 13 million vehicles, year of construction 1930.

vägande delen äro skadorna koncentrerade till vägens mittparti. P rover från denna betongväg ha undersökts av dr. T . H . H agerm an; dennes analyser be­ träffande porfördelningen och porstrukturen hos proven visa, att den oskadade betongen hade rikligare med små porer och sparsammare med större porer än den skadade betongen.

Bedömningen av de porbildande medlens inverkan på betongens motstånds- förm åga mot saltangrepp försvåras av att den sjätte av de saltade betongvägar­ na, byggd 19 32, icke har några skador trots att inget porbildande medel tillsatts betongen och trots att den, enligt uppgift, har saltats med såväl saltinblandad sand som med enbart salt. Det kan nämnas att halten fina beståndsdelar i betong­ sanden enligt provningsanstaltens analys är onormalt stor.

Enligt den av H . Arnfelt, i väginstitutets meddelande 66, 1943, redovisade undersökningen av »Skador på betongvägar uppkomna genom saltbehandling vintertid» har man funnit, att utspädda saltlösningar angripa betongen snab­ bare än mera koncentrerade lösningar. För kalciumkloridlösningar kunde man iakttaga ett tydligt m aximalt angrepp vid koncentrationen 3 å 4 % . För natrium- kloridlösningar fann man, att lösningarna hade uppnått sin m axim ala verkan vid ca 2 % saltkoncentration och att de voro ungefär lika farliga inom koncen- trationsintervallet 2— 10 % . Dessa försöksresultat ha sedermera bekräftats

genom amerikanska försök omnämnda i H igh w ay Research Board, Bulletin 150, 19 57, av G. J . Verbeck och P. Klieger.

H ög salthalt i spridningssanden innebär följaktligen, att risken för ytskador ökar, enär saltlösningar med för betongen farlig saltkoncentration då, till följd av smältning och utspädning, komma att bildas på ytan. Om inblandningen av saltet i sanden icke har skett omsorgsfullt finnes, även när liten mängd salt inblandas, risk för skadegörelse. Saltlösningar med farlig saltkoncentration kunna då fläckvis bildas på betongytan.

U töver de nu nämnda 6 betongvägarna, vilk a med säkerhet ha saltats, skulle, enligt uppgift, saltning icke ha förekommit på övriga betongvägar. Förbud mot saltning av betongvägar har också förelegat. Spridning av rent salt torde därför icke ha förekommit. Däremot torde det icke ha varit ovanligt, att salt har in­ blandats i sandningsgruset för att förhindra kornens sammanfrysning, när san­ den ligger i upplag, samt för att erhålla större effekt och varaktighet av sand­ ningen. Om, som här antages, salt tillsatts spridningssanden, är det sannolikt att så stora salthalter förekommit, att de m edfört ytskador på betongvägarna. Detta fram går bl. a. av det nyss refererade försöket att behandla en betongväg med salthaltig sand.

Behovet av sandning och saltning torde ha varit mindre i Skåne, H allan d och på Gotland än i Mellansverige på grund av det mildare klimatet i S y d ­ sverige. Denna skillnad i klim at kan sålunda ha varit en viktig orsak till att antalet ytskador på betongvägarna i Sydsverige är mindre än på betongvägarna i M ellansverige. Betr. betongvägarna på Gotland, vilk a endast ha obetydliga ytskador, har uppgivits, att dessa vägar icke ha behandlats vare sig med enbart sand eller med saltinblandad sand annat än undantagsvis. A tt betongvägarna i Västerbottens och Norrbottens län trots hög ålder och hårda vintrar ej erhållit omfattande ytskador, torde i avsevärd grad bero på, att vinterväghållningen i de nordliga länen, åtminstone för de äldre vägarna, under många år uteslutande bestått i plogning, men ej i så stor utsträckning av sandning eller saltning.

Beträffande vinterväghållningen må fram hållas, att betongbeläggningar, som utförts under senare år, i motsats till de äldre beläggningarna, redan under första vintern ha utsatts för effektiv plogning, sandning och eventuellt saltning. D etta har medfört, att de yngre beläggningarna på ett tidigare stadium än de äldre beläggningarna utsatts för saltets och för de låga temperaturernas och tem peraturväxlingarnas skadliga inverkan. A v de av H . F. Gonnerman, A. G. Timms och T . G. T a ylo r år 19 3 6 och av A. R . Collins år 1940 publicerade undersökningarna av kalcium- och natriumkloridens inverkan på cementbetong fram går också (väginstitutets meddelande 66) att ju äldre betongen är vid första saltningen desto bättre motstår den saltets angrepp.

V id de tidigare omnämnda, av H . A rn felt utförda, undersökningarna om inverkan av salt på betong gjordes även frysförsök på prover, vilk a utsatts för en mekanisk åverkan, som ansetts ungefär m otsvara trafikens. Denna åverkan var dock ej starkare än att ytan vid okulär besiktning såg likadan ut efter behandlingen som före. Försöken visade tydligt, att även en svag mekanisk

L ä n - B , D , E , G , T , W , A C , B D 4.0

3.5

3.0

-S 2,5

I

2 » «+-> 1.5 1.0 0,5 O O 5 10 15 20 25 30 T r a f i k m ä n g d , m i l j . b i l a r . 1 19 ₂₄ 5 • _{17 20 2#} k 6 • m -i 17 16> 15 16 16 17 _• * - 19 7

.. ^

m

.

19 (BD) g° # 20 24• 1 • 2 J*

.

2 5«*5 V i . 20 • L a n : H ,1 ,L,M L ä n - N t. o (0 4.0 3.5 3.0 2 3 2.0 1.5 1,0 0.5 0 --- • — 20 22 ih • Y 2 5 '#

4

• * Ib • T5##lb * _ oc # 19 ä! F2 Si 2 L « 3

0 » r8'95 24

4.0 35 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0,5 0 2? ååk W ... " 22 • 20 2( %....-_____i 10 15 19 16 10 15 T r a f i k m ä n g d , m i l j . b ila r . T r a f i k m ä n g d , m i l j . b ila r . J d ia g r a m m e n ä r o o b je k te n s å ld e r a n g i v n a

Fig. 25. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och trafikmängd. Fig. 2 j. Relation between surface-factor and total traffic.

y t f a k t o r

Fig. 26. Diagram över sambandet mellan ytfaktor och djupfaktor. Fig. 26. Relation between surface-factor and depth factor.

åverkan resulterar i att saltlösningen verkar starkare avskalande på betong­ ytan.

T ra fik en har under senare år starkt ökat. Fordonsantalet var sålunda år 1955 tre gånger större än år 1939 och fem gånger större än år 1930, fig. 22. Antalet tyngre fordon har fördubblats på 25 år.

Det ligger följaktligen nära till hands att draga den slutsatsen, att den under senare år starkt ökade trafiken inneburit en sådan mekanisk åverkan på be­ tongen, att för ögat osynliga sprickor uppkommit i ytan i större antal än förut, varigenom saltangreppets verkningar förstorats på grund av att saltlösningen lättare kunnat tränga in i betongens ytskikt. En betongväg byggd under senare år och som redan under första året utsättes för hård trafik och intensiv vinter­ väghållning synes sålunda vara utsatt för större risk att på några få år erhålla ytskador än vad en under 1930-talet utförd betongbeläggning var.

Beträffande trafiken kan av trafikflödeskartorna utläsas, att skillnaden mellan årsmedeldygnstrafiken och sommarmedeldygnstrafiken ofta är mindre för de yngre beläggningarna, vilk a sålunda året runt äro utsatta för en m ycket hård trafik. A tt den mekaniska åverkan av trafiken kan ha viss inverkan på skade­ utvecklingen torde fram gå av fig. 23, som visar skadeomfattningen inom varje fil hos två betongvägar med tre filer och hos tre betongvägar med 2 + 2 filer och mittremsa. Hos den 3-filiga vägen kan någon tydlig skillnad icke konsta­ teras mellan de yttre filerna och mittfilen beträffande skadeomfattningen. De två objekten ha burit en anm ärkningsvärt stor trafikm ängd. Hos den 4-filiga vägen däremot ha de yttre filerna, vilk a äro utsatta för den största trafikm äng­ den och de tyngsta fordonen, erhållit skador i större omfattning än

omkör-ningsfilerna. Denna skillnad mellan ytterfiler och omkörningsfiler i skador är tydlig hos objekten B 5 och B 6, byggda år 19 53, och märkbar hos objekt M 12, byggt under åren 19 5 2 — 1954. Icke sällan kan också den iakttagelsen göras att ytskadorna hos en starkt trafikerad väg, där trafiken är hårt bunden till sina resp. filer, först uppkommit eller äro mest utvecklade inom området för hjul­ spåren under det att området mellan hjulspåren har betydligt mindre skador, fig. 24.

A tt den mekaniska åverkan på betongen kan vara avsevärt större inom om­ rådet för hjulspåren fram går av de avnötningsmätningar på vägbeläggningar som Statens Väginstitut utförde i början på 30-talet (jmfr fig. 2 e i S V med­ delande 38).

A v inventeringen fram går också att accelerations- och bromssträckor, exem­ pelvis vid rundkörningsplatser och gatukorsningar, äro särskilt utsatta för yt­ skador.

Fig. 25 visar ytfaktorn som funktion av trafikmängden. A v diagrammen fram går bl. a., att flera objekt, fram förallt i mellansverige, under några få år ha trafikerats av lika stort eller större antal fordon som andra objekt, fram för allt i Skåne och på Gotland, ha blivit trafikerade under tjugu år.

B eträffande ytskadornas djup har det icke kunnat konstateras att något bestämt samband råder mellan djupfaktor och ytfaktor. En betongväg med fåtaliga ytskador kan sålunda ha skador av djupgående art under det att en betongväg med utbredda — sammanhängande ytskador kan ha skador av myc­ ket ringa djup, fig. 2 6.

S A M M A N F A T T N I N G

1X .E S U L T A T E T av inventeringen av ytskador hos betongvägarna visar, att

beläggningarna ha skador i påfallande stor omfattning. Sålunda äro endast 23 % av samtliga inventerade betongvägar helt utan ytskador. A v de äldre betong­ vägarna, byggda under åren 19 29 — 1942, äro 22 °/o oskadade och av de som utförts under åren 1949— 1954 äro 27 % oskadade. Betongbeläggningar med omfattande och svåra ytskador äro dock vanligare hos de under 30-talet byggda vägarna, vilk a till 40 % ha ytfak tor över 1. A v de under 50-talet byggda vägarna ha endast 14 % skador av sådan omfattning. Betr. betongvägarnas geografiska läge fram går, att beläggningarna i Skåne, H alland och på Gotland äro väsentligt mindre skadade än betongbeläggningarna i Mellansverige. Procen­ tuella antalet helt oskadade betongvägar uppgår endast till 8 % inom området M ellansverige— N orrland men till 32 % inom området Skåne— Gotland och till 28 % på västkusten (H alland). Denna skillnad skärpes av, att de inventerade betongvägarna inom området Skåne— Gotland till 93 % och i H alland till 64 % äro byggda under 30-talet medan betongvägarna i Mellansverige— N o rr­ land endast till ca 50 °/o äro byggda under samma tid. Stapeldiagrammen i fig. 27 visar ytfaktörernas fördelning hos: 1) betongvägar byggda under perioderna 19 2 9 — 1942 resp. 1949— 1954, 2) betongvägar med ur klim atsynpunkt samma geografiska läge, 3) samtliga inventerade betongvägar.

För att en bedömning av orsaken till ytskadornas uppkomst skulle kunna utföras, insamlades uppgifter om betongvägarnas tekniska data. Det visade sig emellertid icke vara möjligt, att fram skaffa erforderliga och säkra data, fram förallt icke om de äldre betongvägarna, i så stor omfattning att en till­ fredsställande statistisk bearbetning kunde utföras. Enär de möjliga orsakerna dessutom äro många, har utredningen endast kunnat peka på troliga orsaker till ytskadornas uppkomst. Eftersom betongvägarna inventerats endast en gång, har skadeutvecklingen under årens lopp hos de olika objekten icke kun­ nat anges. En tillfredsställande jämförelse mellan de äldre och yngre belägg­ ningarna har därför icke kunnat utföras. En förnyad inventering om några år av åtminstone ett mindre antal betongvägar avseende ytskadornas vidare utveck­ ling är följaktligen önskvärd.

A v de faktorer, som kunna tänkas vara orsaken till uppkomsten av ytskador, synes saltningen vara den faktor, som, enligt väginstitutets uppfattning, är huvudorsaken. A v de betongvägar, som med säkerhet ha saltats, ha, som tidigare fram hållits, alla utom en erhållit omfattande och svåra ytskador. A tt en betong­ beläggning, som motstår såväl frostens som saltets angrepp, kan utföras, fram ­ går emellertid av den omständigheten, att en av betongvägarna, byggd 19 32, som, trots att den saltats antingen med saltinblandad sand eller med rent salt,

CT

-CT

°

A

-4 — O _Q Q)

o

t-o ro-H

c «

ro3=

■ *

= T > QJ 0) C L <U (0 o 0 ' N}’ £ :§ !

100

90

80

70

6 0

50

40

3 0 2 0 10 0

An+al

objekt

67

22

0 - i

1 - 4

1929--1942

Fig

1949--1954

ISamtliqa

Västkusten fHa

11

and )

Skåne - G o tla n d

M e lla n s v e r iq e -N o r r la n d

*7- Diagram över ytfaktorernas fördelning.

Fig. 2 j. Distribution of surface-factors applying from left to right to roads: i ) Built prior to 1942, 2) Built after 1942, j ) In the m iddle and northern parts of Sw eden , 4) In the southern part of

Sw eden (Skåne, Gotland), 4) On the West Coast (H alland), 6) A ll inspected.

icke erhållit några näm nvärda skador, ytfak tor 0,02. V id utförandet av denna beläggning har något porbildande medel icke tillsatts betongen.

De porbildande medlens, enl. utländska erfarenheter, klart förbättrande inver­ kan på betongens frostbeständighet har, av denna utredning, icke med säkerhet kunnat konstateras. A tt en sådan förbättrande effekt uteblivit på flertalet av de svenska betongvägarna med tillsatsmedel beror sannolikt på att doseringen varit för låg eller blivit ojämn. Om läm plig halt porbildande medel tillsättes och jämnt fördelas i betongmassan, så att stor mängd av mikroskopiskt små luftporer uppstår i betongen, är det troligt, att man erhåller betongbeläggningar som icke ha benägenhet för att avflagna.

Det geografiska läget innesluter i sig faktorerna klimat och stenmaterialets petrografiska sammansättning. Dessa båda faktorer torde ha haft avsevärd inverkan på ytskadornas uppkomst och utveckling. Klim atets inverkan är mest märkbar i mellersta Sverige där frosten i förening med den inom området intensiva vinterväghållningen med saltning och den hårda trafiken verksamt får anses ha bidragit till den omfattande förstörelsen. Beträffande stenmate­ rialets petrografiska sammansättning kan den frågan ställas, om det inom Skåne, K alm ar län och på Gotland samt även i viss mån i H allan d förekom­

mande kalkrikare stenmaterialen kan ha bidragit till att man inom dessa om­ råden erhålltit betongbeläggningar som bättre motstå frostens angrepp.

V id bedömningen av cementfabrikatets inverkan på betongens egenskaper synes några cementsorter ha givit betong av mindre god frostbeständighet än vad cement av andra fabrikat ha givit. Det förefaller emellertid som om cemen- tet giver detta negativa resultat endast i samverkan med annan faktor. N ågon påtaglig inverkan av cementhalten har på grund av de få och ofullständiga upp­ gifterna icke kunnat konstateras.

På grund av mängden faktorer, som kunna inverka på betongens egenskaper, särskilt då på desss förm åga att motstå frostens och saltets angrepp, och då uppfattningarna varierar om såväl betongens proportionering som utförande, synes en fortsatt forskning nödvändig för lösning av avflagningsproblemet.

S U M M A R Y

Th e SCALINGS on the Swedish concrete roads have in recent years increased to such an extent that they have become a serious problem. P robably the main causes o f the increase in scaling damages are due to the more extensive use of thaw ing salts and to the more intensive traffic. It has been observed that some pavements, old as well as new, are— due to some unknown factors— undamaged although salts have been used. The State R oad Institute has in 19 55 — 1957 made a survey of the Swedish concrete roads to get an overlook o f the extent and the severity of existing damages, and also, to get data for a statistical treat­ ment o f the factors which have influence on the development of scalings. This publication is a report on the results of the survey and contains also some conclusions.

The survey includes 290 km mostly 2-lane concrete roads w ith a total pave­ ment area of 2,060,000 m2 which is around 75 % of the concrete roads in Sweden. The survey comprises 89 construction objects of which 66 are con­ structed prior to 1942 and referred to as pre-war construction. Each slab was by ocular inspection assigned two classification indexes, giving the extent, respectively the depth of the scalings. In Fig. 1 are shown photographs of a few typical pavements to exem plify the assignement o f classification indexes. Th e average index of surface scaling extent of all slabs belonging to an object is called surface-factor and the average index for depth o f scalings of all damaged slabs is called depth-factor.

The results of the survey in each county (län) are shown in fig. 3 — 1 1 , and average indexes are shown in fig. 12 . The distribution of the surface-factors for roads built before, respectively after, 1942 and also the distributions with regard to different climatic zones are shown in Fig. 27. The inspection showed that 22 % of pre-war and 27 % of post-war construction were unsealed, surface- factor = o. The climatic factor has great influence on the extent of scaling. In the southern counties, Skåne— Gotland and Västkusten (H alland), 32 and 28 % are unsealed, but in the counties of middle and northern Sweden, M ellan­ sverige— N orrland, only 8 % were unsealed.

A ll available design and construction data applying to the construction objects have been compiled and the relation between data and observed scalings has been studied. For such a study are given diagrams in Fig. 13 — 16 , 18 — 21, 23, 25, and 26, which show relation between surface-factors and construction data. It is generally very d ifficu lt to make reliable conclusions from a scaling survey, as it seems that the extent of scalings depends on the combined influence o f several construction factors. M any important construction data are missing,

and this w ill make conclusions still more uncertain. Some aspects w ill, however, be given.

Portland cement has been used for all inspected pavements. Some brands of cement seem to give more scaling resistant pavements than other brands, although they all meet the ordinary specifications for Portland cement. The favorable cement quality factor is, however, unknown. The survey shows that scalings are just as common on pavements with high as on pavements with low cement; content.

The survey shows that the use of air-entraining agents in some cases have given a frost resistant concrete. In other cases, however, considerable scaling has been found, although such agents had been used. It seems reasonable to conclude that air-entraining agents only in combination w ith other factors can prevent scalings. Possible causes to damages are also that the content of entrained air has been insufficient or the agent unevenly distributed.

Type and quality of the aggregates, consistency of concrete, water/cement ratio, method o f curing, type of compacting machinery, etc., are all important factors, but no conclusions can be made based on the results o f the survey. Reliable conclusions must be based on the results of test roads and laboratory tests under strict control.