Prov med kall återvinning av asfaltgranulat, Väg P615 : Lägesrapport 1993-03

(1)

VTI notat

Nr V220 1993

Titel: Prov med kall återvinning av asfaltgranulat, Väg P615

Lägesrapport 1993-03

Författare: Torbjörn Jacobson

Avdelning: Vägavdelningen

Projektnummer: 42385-5

Projektnamn: Provvägsförsök i Göteborg med kall återvinning av asfaltgranulat

Uppdragsgivare: Vägverket, Region Väst

(2)

1. BAKGRUND...2 2. PROVSTRÄCKOR...2 3. SPÅRBILDNING... 3 4. LASER-RST... 5 5. BORRKÄRNOR... 7 6. BESIKTNING...11 7. KOMMENTARER... 13

(3)

VTI

Torbjörn Jacobson

2

1. BAKGRUND

VTI har på uppdrag av Vägverket, region Väst, följt upp prowägsförsöket på väg P615 med kall återvinning av asfaltgranulat. Föreliggande redovisning är lägesrapport nr 2 och omfattar uppföljningar under 1992.

2. PROVSTRÄCKOR

Prowägen är belägen på väg P615 mellan länsgränsen och Hällingsjö. Vägen ligger i en halvskäming med jord- eller bergskäming på ena sidan och slänt på andra sidan. Enligt okulär besiktning förekom omfattande bärighetsbetingade skador (krackeleringar och deformationer) på vägen innan åtgärd. Provsträckomas läge framgår av figur 1.

Prowägen byggdes september 1991. Den omfattar åtta provsträckor med slitlager varav en är referens innehållande asfaltemulsionsbetong medan övriga sju sträckor består av

återvinningsmassor från asfaltbetong med varierande receptur. Efter krossning, målning och sortering av den gamla beläggningen blandades återvinningsmassoma kallt med ett nytt bindemedel i ett kallblandningsverk. Återvinningsmassoma lades efter justering (också med återvinningsmassor) av vägbanan direkt på den gamla beläggningen.

VTI känner inte till provbeläggningens sammansättning och har inte deltagit aktivt vid planläggningen av försöket.

(4)

4515 4207. 3976 3441 3304 2572 1927 910 Skylt 0 Alvsborgs län 8 1 8 ! 7 1 7 6 6 5 5 4 4 3 i ₃ 2 2 1 . ... i 1 i ...

Î

VM

Î

4515 4215 3815 3394 3085 2578 1527 910 Hällingsjö A V Lindóme Skylt Marks kommun Figur 1. Provsträckor, väg P615.

(5)

VTI

Torbjörn Jacobson

4

3. SPÅRBILDNING

För att studera vägytans spårutveckling har upprepade tvärprofilmätningar utförts.

Mätningarna har gjorts med VTIs primalutrustning i 5 sektioner per sträcka. Primalen är ett instrument som mäter vägytans profil och vars mätprincip bygger på laserteknik.

Mätningarna gjordes våren och hösten 1992. Som jämförelse redovisas också mätningen från hösten 1991. Tvärprofilen har mätts dels per körfält, dels över hela körbanan. Eftersom vägen är smal och krokig tenderar det inre hjulspåret att vara gemensamt för båda körbanorna. Spårutvecklingen i höger spår i riktningen mot Hällingsjö redovisas i figur 2. En

sammanställning över primalmätningama ges i bilaga 1 medan ett urval av representativa tvärprofiler från mätningen hösten 1992 redovisas i bilaga 2.

Figur 2. Spårutveckling i yttre hjulspår 1991-92 enligt Primalmätning.

Kommentarer:

Spårutvecklingen har varit betydande, 9-11 mm, för flertalet av sträckorna under det första året. Sträcka 5 skiljer sig markant från övriga provsträckor och uppvisar spårdjup på ca 3 mm. Sträckan skiljer sig dock från övriga sträckor genom att den ligger i en halvskäming med berg på ena sidan och har därmed eventuellt bättre undergrundsförhållanden. Referenssträckan med

(6)

AEB har också en måttligare spårutveckling, 6 mm. Spårtillväxten har skett kontinuerligt under året.

Spridningen inom sträckorna varierar men är för det mesta förhållandevis stor (std 1 -7). Kurvor, krön, soliga - skuggiga partier liksom varierande sammansättning och lagertjocklekar hos beläggningen mm inverkar härvidlag sannolikt.

Den första spårmätningen, som gjordes i anslutning med byggandet av prowägen (efter 2-7 dygn), visade att initialslitaget var måttligt, några millimeter.

Spårprofilen visar att deformationerna orsakats av den tunga trafiken (ej dubbslitage). En mindre del av spårbildningen kan troligtvis tillskrivas dålig bärighet hos vägen men huvuddelen beror sannolikt på efterpackning och deformationer i beläggningen. Borrkämoma från hösten 1991 visade på höga hålrumshalter hos beläggningen. Alltför högt bindemedelsinnehåll i

granulatet eller för stor mängd nytt bindemedel och/eller ett alltför mjukt bindemedel kan också vara en orsak till deformationerna i beläggningen. På sträcka 7 förekommer en del mycket kraftiga spår som bildats under sommaren 1992 vilket visar på plastiska egenskaper hos beläggningen.

Sammanfattningsvis beror spårbildningen på efterpackning och deformationer (en del plastiska) i beläggningen samt en mindre del på deformationer som kan tillskrivas dålig bärighet hos vägen. Smala, slingriga vägar med dålig bärighet och svaga kanter brukar få en relativt kraftig spårutveckling i de yttre hjulspåren. Väg P615 tillhör den kategorin vägar. Dessutom är trafiken också mycket spårbunden på prowägen pga räcken på ena sidan och (berg)skäming på andra sidan.

4. LASER-RST

Mätning med laser-RST gjordes i oktober 1992. Mätningen omfattar båda körbanorna. Vid

mätningen erhålls bl a mått på spårdjup, jämnhet och ytskrovlighet (textur). Resultaten redovisas i följande figurer. I bilaga 3 ges en sammanställning över RST-data, både från mätningar 1991 och 1992.

(7)

VTI

Torbjörn Jacobson

6

Figur 2. Spår djup, RST, oktober 1992, väg P615

Figur 3. Jämnhet, IRI, RST, oktober 1992, väg P615.

(8)

Kommentarer:

RST-mätningama har tagits fram för inventering av vägyteegenskaper på vägnätsnivå och är inte direkt anpassad för FOU-verksamhet som ofta kräver större noggrannhet. Eftersom RST- data efterfrågas, bl a av väghållaren, och är det mätsystem for uppföljning av vägytan som normalt förekommer i Sverige, har RST-mätningar utförts på väg P615.

Spårdjupet är 5 - 7 mm for de flesta sträckorna (fig 2). Sträcka 7 uppvisar dock större spårdjup, 9-15 mm. Spårdjupet enligt RST brukar ligga 2 -3 mm lägre än enligt Primalmetoden.

IRI-värdena som beskriver jämnheten i längsled ligger omkring 3 för sträckorna 1 -6 (fig 3) Sträckorna 7 och 8 uppvisar högre värden än 3 i riktningen mot Lindome. IRI brukar normalt ligga under 3, även efter flera års trafik, och för de flesta kategorier av vägar. Resultatet bekräftar att vägen har dålig bärighet eller framförallt ojämn bärighet. För en säkrare bedömning bör RST-mätningar före och efter åtgärd jämföras.

Makrotexturen redovisas normalt inte vid RST-mätningar och bör ses som en jämförande mätning mellan provsträckoma (fig 4). Av någon anledning är texturen högre i körbanan mot Lindome jämfört med körbanan mot Hällingsjö (eventuellt mer solbelyst). Högre värden tyder på öppnare, skrovligare vägyta med t ex bättre friktionsegenskaper.

5. BORRKÄRNOR

En förnyad provtagning av borrkämor gjordes hösten 1992. Bonkämoma togs vid samma provpunkter som vid uppföljningen hösten 1991. Prov togs både i höger hjulspår och mellan hjulspåren. Sammanlagt togs 10 prov per sträcka i körbanan mot Hällingsjö.

I samtliga fall erhölls hela, provningsbara provkroppar. I några fall var borrkämoma mjuka och lite ömtåliga men ändå av tillräcklig kvalitet för provning. Jämfört med hösten 1991 förelåg en stor skillnad beträffande borrkämomas kvalitet och hårdhet.

Borrkämoma analyserades på laboratoriet med avseende på hålrum, pressdraghållfasthet vid 10°C och vattenbeständighet (vattenkänslighet). Resultaten redovisas i följande figurer. I bilaga 4 redovisas enskilda provningsresultat.

(9)

VTI

8

Figur 5. Hålrumshalt, borrkärnor. November 1992. Prov tagna i och mellan hjulspår.

Figur 6. Draghållfasthet, borrkärnor. Oktober 1992. Prov tagna i och mellan hjulspår.

(10)

Figur 8. Utveckling av hälrumshalt, borrkärnor. Provtagning 1991 och 1992.

Kommentarer:

Hålrummet är lägre i hjulspåret, 6- 14 vol-%, än mellan hjulspåren, 9-18 vol-%. vilket tyder på att beläggningen erhållit en betydande efterpackning från trafiken (fig 5). Skillnaden i

hålrum mellan sträckorna är ganska betydande men även inom sträckorna är spridningen mellan provtagningspunktema ibland också påtaglig. Jämfört med provtagningen hösten 1991 (fig 8) har hålrumshalten markant minskat vilket bekräftar att en betydande efterpackning skett under första året. Sträcka 7, som uppvisar plastiska deformationer, erhåller delvis låga hålrum, 3,6

(11)

V T /

10

vol-%, som verifierar deformationsbenägenheten hos provsträckan. Vid högre

bindemedelshalter ökar risken för plastiska deformationer markant om hålrummet är för lågt. Referenssträckan med AEBÖ uppvisar lägre efteipackning än provsträckoma.

Draghållfastheten har förbättrats markant med tiden, bl a beroende på efterpackningen men troligen också genom en viss förhårdning av bindemedlet (fig 9). Provsträckoma erhåller överlag över 400 kPa i hjulspår. Referenssträckan, AEBÖ, som består av en helt annan

beläggningstyp än återvinningsbeläggningen, får låg draghållfasthet, under 100 kPa. Den typen av beläggningar har ett stenskelett som ger konstruktionen en bra inre stabilitet (typ HABS, HABD) samtidigt som kohesionen i materialet är lägre än för t ex tät asfaltbetong.

Brottdeformationen (se bilaga 4), som är ett mått på flexibiliteten hos materialet, är hög för återvinningsmassoma, ca 3 mm. Det innebär att beläggningen inte är särskilt sprickbenägen. Draghållfastheten har inte korrigerats för provkroppamas höjd, något som i mindre grad kan inverka på resultatet. Provets höjd är i de flesta fall omkring 50 mm men varierar mellan 45 - 70 mm för ett par av sträckorna.

Vattenbeständigheten är bra för samtliga blandningar (fig 7). Vattenlagrade prov erhåller i allmänhet över 85 % av draghållfastheten (vidhäftningstalet) av torrlagrade prov.

Vattenmättnadsgraden har legat omkring 30 - 40 % vid undersökningarna. Testet görs på provkroppar som utsätts för vattenlagring vid undertryck. Därefter bestäms draghållfastheten vid 10°C. Vidhäftningstalet är skillnaden mellan våtlagrade och torrlagrade prov i procent. Metoden används på VTI för både för kall- och varmblandade massor.

Sammanfattningsvis visar uppföljningen av borrkämoma att hålrummet minskat markant samtidigt som draghållfastheten förbättrats betydligt. En ytterligare efteipackning av

beläggningen, fast i mindre omfattning än hittills, kan förväntas eftersom hålrummet i flera fall fortfarande ligger över 10 vol-% i hjulspåren. Jämfört med andra återvinningsobjekt med ungefär samma teknik som på väg P615 är hålrumshaltema höga trots relativt höga bindemedelshalter (recepten okända, massan ser dock fet ut). En förklaring till de höga hålrummen kan vara dålig packning vid utförandet eller att emulsionen brutit för tidigt, innan packningen kommit igång. Prowägen byggdes också på hösten, med följd av att packningen försvåras pga låga temperaturer.

(12)

Hösten 1992 gjordes en okulär besiktning av prowägen som gav följande resultat: Sträcka Bedömning (921025)

1 Inga skador, ytan ser bra ut, ej stensläpp, fet, tät och homogen yta

2 tt

3 t»

4 Inga skador, ytan ngt öppnare, ngt stensläpp, i övrigt bra yta 5 Inga skador, ytan öppnare, ngt mer stensläpp, i övrigt bra yta 6 Inga skador, ytan ser bra ut, ej stensläpp, fet, tät och homogen yta

7 Kraftiga deformationer, beläggningen har rört på sig, mycket fet yta, ej stensläpp 8 Inga skador, ytan homogen och fin

På sträcka 7 och framförallt i riktningen mot Lindome, förekommer kraftiga deformationer som uppstått under sommaren 1992. Hela beläggningen verkar ha rört på sig med följd av att vägmarkeringen blivit "slingrig". Beläggningen uppvisar både plastiska och viskösa egenskaper (se foton). För övriga sträckor konstaterades inga skador. Ytan upplevs fortfarande som något fet och mjuk. Sträcka 5, som tidigare visade en öppnare yta med stensläpp, verkar ha

(13)

V T /

12

Foto 2. Skjuvningar hos beläggningen på sträcka 7, hösten 1992. Foto 1. Deformationer på sträcka 7, hösten 1992.

(14)

Det är svårt att från enbart uppföljningsdata från vägmätningar dra mer långtgående slutsatser av ett prowägsförsök. Försökets uppläggning, "filosofin" bakom försöket, fötprovningen, recepturen mm är nödvändiga ingredienser för en totalbedömning. Vägen har dessutom bara följts upp under ett år.

Uppföljningen 1992 visar att de flesta provsträckoma erhållit en betydande spårutveckling beroende på deformationer och efterpackning av beläggningen och till en viss del sannolikt på deformationer som kan härledas till dålig bärighet hos vägen. En bidragande orsak till den relativt kraftiga spårutvecklingen är också det faktum att vägen är smal och slingrig och att tung trafik förekommer. Jämnheten i längsled (IRI) är dålig vilket bekräftar att vägen har svag eller ojämn bärighet. Några av sträckorna har enligt uppgift fått överdriven halt bindemedel för att få utslag vid prowägsförsöket.

Borrkämoma visar att hållfastheten hos återvinningsmassoma markant förbättrats (och förändrats) under det första året. Vattenbeständigheten är bra för samtliga blandningar enligt laboratorieprovning. Provningen visar också att återvinningsbeläggningen har flexibla

egenskaper, något som kan vara en fördel på svaga vägar. Hålrummet har markant minskat genom efterpackningen från trafiken men är fortfarande förhållandevis högt för flera av provsträckoma.

En sträcka uppvisar efter den varma sommaren kraftiga deformationer som visar att materialet har plastiska egenskaper. Troligen är bindemedelshalten i sträckan alldeles för hög. Generellt upplevs provsträckoma som relativt mjuka och feta jämfört med andra återvinningsobjekt. I övrigt är intrycket av vägytan positivt. Inga skador förekommer, ytan är homogen och tät, stensläpp är ovanliga etc. Ytan bedöms efter höstens besiktning inte behövas skyddas genom försegling, ytbehandling eller liknande.

För att följa vägens utveckling bör förnyade uppföljningar göras, åtminstone en gång per år, i ytterligare ett antal år. Beläggningens beständighet och nedbrytning som kan accelerera hos återvinningsbeläggningar är viktiga att klarlägga. Åtgärder typ försegling eller ytbehandling bör finnas i beredskap om vägytan visar tendenser till nedbrytning.

(15)

Bilaga 1 Sid 1

Prim alm ätning

Sammanställning över Prlmalmätnlngar, väg P615, Landvetter. Spärdjup enligt trädprinclpen.

Sträcka Höst 91 Vär92 Höst 92 V. spär H. spär V. spår H. spär V. spär H. spär mm mm mm mm mm mm 1 3,0 5,0 4,3 7,0 3,8 9,9 2 3,7 3,8 4,0 4,9 3,9 8,5 3 4,3 6,3 3,8 7,6 5,6 10,6 4 6,3 6 A 6,0 8,0 7,5 11,1 5 0,8 U 0,9 2,1 1,0 1,8 6 1,6 6,0 3,0 7,5 2,5 10,3 7 2 A 4 A 3,0 6,9 8,6 114 8 0,9 4,7 1,1 6,1 1 2 5,7 Sida 1

(16)

(17)

Bilaga 2 Sid 2(6)

(18)

(19)

P rim alm ätn in g , höger k ö r f ä l t

Bilaga 2 Sid 4(6)

(20)

(21)

Bilaga 2 Sid 6(6)

(22)

Sträcka nr Spårdjup mm riktning 1 Spårdjup mm riktning 2 IRI mm/m riktning 1 IRI mm/m riktning 2 Textur mm riktning 1 Textur mm riktning 2 1 4,4 2,5 2,40 2,27 0,64 0,66 2 3,1 2,6 2,49 2,11 0,53 0,55 3 4,5 2,6 2,45 2,32 0,49 0,51 4 4,8 2,7 2,89 2,67 0,77 0,80 5 2,1 2,2 2,34 2,53 0,67 0,70 6 3,1 2,2 2,50 2,66 0,61 0,59 7 3,3 3.3 3,06 3,10 0,49 0,50 8 3,7 1,3 2,46 3,18 0,45 0,42

Spårdjup, jämnhet i längsled(IRI) och makrotextur enligt RST-mätning. Hösten -92 Sträcka nr Spårdjup mm riktning 1 Spårdjup mm riktning 2 IRI mm/m riktning 1 IRI mm/m riktning 2 Textur mm riktning 1 Textur mm riktning 2 1 7,6 8,4 2,7 2,9 0,54 0,79 2 7,4 6,8 3,2 3,2 0,70 0,74 3 7,2 7,1 3,4 3.1 0,64 0,74 4 7,5 5,1 3,3 3,2 0,58 0,65 5 4.3 5,6 2,6 2,6 0,51 0,60 6 7,2 7,0 2,9 2,9 0,57 0,66 7 9,2 15,1 3,5 4,8 0,44 0,63 8 4,2 5,9 2,5 5,1 0,49 0,79

Riktning 1 mot Hällingsjö Riktning 2 mot Lindóme

(23)

Bilaga 4 Sid 1(4) P ro v b o rrn in g , hösten 1992 Borrkåmor, hösten 1992 Väg 615, Landvetter Tjockleksmåtning

Sträcka 1 Hjulspår cm Mellan cm

1 4,5 5 3,5 2 4,5 6 3,0 3 4,0 4 4,5 7 3,5 9 5,5 8 3,5 10 6,0

1 6,0 5 5,5 2 6,0 6 5,5 3 6,0 4 6,0 7 6,5 9 6,5 8 6,5 10 6,5

1 5,0 5 4,5 2 5,0 6 4,5 3 5,0 4 5,0 7 5,0 9 4,5 8 5,0 10 4,5

1 5,5 5 3,5 2 6,0 6 3,5 3 6,5 4 6,5 7 5,0 9 3,0 8 4,5 10 3,0

1 5,5 5 4,5 2 5,5 6 4,5 3 5,5 4 5,5 7 5,5 9 5,5 8 5,5 10 5,5

1 6,0 5 5,5 2 6,0 6 5,0 3 6,0 4 6,0 7 5,0 9 5,0 8 5,0 10 5,0

1 7,5 5 7,0 2 7,5 6 7,5 3 7,5 4 7,5 7 8,0 9 6,5 8 7,5 10 6,5

1 5,5 5 4,5 2 5,5 6 4,0 3 5,5 4 5,5 7 5,0 9 4,5 8 5,0 10 4,5

(24)

2 607 2,8 9,9 5 495 3,1 13,1 Mellan 6 636 2,5 11,3 n 7 J 6,9 0,43 Hjulspår 8 5,1 n 9 6,8 Mellan 10 6,7 n Sträcka 2 Prov 1 616 3,0 5,5 Hjulspår 2 681 2,9 5,5 ii 5 772 2,8 10,7 Mellan 6 690 2,8 9,6 n 7 7 0,9 Hjulspår 8 8,1 n 9 14,7 Mellan 10 16,1 n Sträcka 3 Prov 1 530 3,1 8.9 Hjulspår 2 536 3,3 8,6 ii 5 514 3,3 11,8 Mellan 6 504 3,6 10,2 ii 7 8 0,78 Hjulspår 8 8,1 ii 9 9,5 Mellan 10 9,3 n Sträcka 4 Prov 1 479 3,2 11,6 Hjulspår 2 540 3,0 13,6 n 5 272 3,2 25 Mellan 6 372 3,0 21,6 n 7 8,3 0,5 Hjulspår 8 8,7 n 9 15,6 Mellan 10 14,5 n

(25)

Bilaga 4 Sid 3(4)

Borrkåmor, hösten 1992 Väg 6 1 5 , Landvetter

Sammanställning över laboratorieprovningar, sträcka 5-8

Sträcka 5 Pressdrag ( to rr) Brottdeform. Hålrum Vattenkvot Anm.

Prov (KPa) (mm) _{(% )} (% ) 1 442 2,4 14,6 Hjulspår 2 461 2,9 14,2 n 5 465 2,6 16,1 Mellan 6 396 3,2 22,1 n 7 14,6 0,1 Hjulspår 8 12,2 ff 9 15,8 Mellan 10 17,7 ff Sträcka 6 Prov 1 405 3,5 12,2 Hjulspår 2 419 3,3 12,6 m 5 365 3,4 14,8 Mellan 6 331 3,0 15,8 ff 7 9,5 0,23 Hjulspår 8 12,4 ff 9 14,4 Mellan 10 14 ii Sträcka 7 Prov 1 437 3,4 3,7 Hjulspår 2 441 3,8 3,6 ff 5 379 3,4 7,9 Mellan 6 346 3,1 7 ii 7 8,2 0,44 Hjulspår 8 7,7 n 9 11,8 Mellan 10 11,6 m Sträcka 8 Prov 1 94 1,5 11,7 Hjulspår 2 88 1,4 12,6 n 5 100 1.7 11,1 Mellan 6 77 1,5 12,6 m 7 14,2 0,13 Hjulspår 8 13,8 ii 9 14,4 Mellan 10 13,4 n

(26)

Sammanstiillning över vattenkänslighet

Hålrum Absorbtion Vatten mätt. Pressdrag(torr) Pressdrag(våt) Vidhäftningstal Anm.

(%) (%) (%) (KPa) (KPa) % (medelv.)

Sträcka 1 Prov 1 12,76 4,07 31,9 485 Hjulspår 2 11,43 4,04 35,4 607 n 3 473 97,5 m 4 514 84,6 (90,3) m Sträcka 2 Prov 1 4,78 1,77 37,1 616 Hjulspår 2 4,53 1,94 42,9 681 n 3 557 90,4 n 4 570 83,7 (86,9) n Sträcka 3 Prov 1 8,5 3,45 40,6 530 Hjulspår 2 9,46 3,84 40,6 536 n 3 523 98,8 n 4 520 97,1 (97,9) ii Sträcka 4 Prov 1 12,76 4,78 37,4 479 Hjulspår 2 12,64 4,94 39,1 540 n 3 419 87,5 n 4 447 82,8 (85,0) n Sträcka 5 Prov 1 15,3 4,99 32,6 442 Hjulspår 2 14,3 4,9 34,2 461 n 3 449 101,6 n 4 493 106,9 (104,3) n Sträcka 6 Prov 1 13,01 4,64 35,7 405 Hjulspår 2 12,89 4,71 36,5 419 n 3 442 109,1 « 4 452 107,7 (108,4) n Sträcka 7 Prov 1 4,62 1,51 32,6 437 Hjulspår 2 4,41 1,51 34,3 441 ii 3 474 108,5 n 4 488 110,6 (109,5) n Sträcka 8 Prov 1 12,74 4,62 36,3 94 Hjulspår 2 12,54 4,39 35 88 m 3 80 85,6 m 4 102 115,4 (100,1) ii

(27)

Statens väg- och trafikinstitut A n s v a ra r för forskning och utveckling inom vägbyggnad, vägunderhåll, vägtrafik, järnvägar, järnvägstrafik, fordon,

trafikantbeteende, trafiksäkerhet och trafikmiljö

Adress Telefon Fax Telex