Dynamisk treaxiell provning för bedömning av lagringstiders inverkan på styvhets- och deformationsegenskaper hos bärlagergrus

VT1 notat

Nr 10-1995 Utgivningsår: 1995

Titel: Dynamisk treaxiell provning för bedömning av lagringstiders

' inverkan på styvhets- och deformationsegenskaper hos

bärlagergrus.

Författare: Håkan Arvidsson

Programområde: Vägteknik/OBUV

Projektnummer: 60129

Projektnamn: GBÖ-provväg på Rv 60 i Örebro län

Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: Fri div Väg- och transport-forskningsinstitutet &

BAKGRUND

Vid intrimningen av MTS-utrustningen för treaxiell provning av bärlager, 0-32 mm, framkom resultat som pekade på att lagringstiden för proverna kan inverka på provens styvhet och deformationsegenskaper. Intrimningen pågick under semesterperioden 1993, vilket innebar att proverna flck olika långa lagringstider före testningen. De preliminära resultat som erhölls vid intrimningen tydde på, att Mr-modulen (resilientmodulen) var proportionell mot lagringstiden och att deformationen var omvänt proportionell mot densamma.

SYFTE

Att medelst treaxialtester undersöka om lagringstiden har någon inverkan på materialets styvhets- och deformationsegenskaper.

METOD

Provningen har utförts enligt standardförfarande som innebär:

0 cylindriska prover med diametern 150 mm och höjden 300 mm, packningsgrad motsvarande 97 % (enligt Proctor),

vattenkvot 60 % av optimal vattenkvot, enligt vår definition: "naturfuktigt",

belastning i treaxutrustningen enligt tabellen nedan, (lagringstid cirka 1 dygn).

Undantag från standardförfarandet är lagringstiden.

Mr-modulen och den permanenta deformationen för prov med olika lagringstid har studerats.

Lagringstiderna som testades var: 0 dygn, 1 dygn, 3 dygn, 7 dygn, 28 dygn och

90 dygn. Resultaten från 1 dygn har tagits från tidigare tester (trippelprov). Övriga

resultat kommer från tester med dubbelprover som lagrats enligt ovan. Nytt material har använts i varje enskilt prov.

Belastningstabell:

sekv. dynamisk kammar- kontakt- summa deviator- summa antal vertikal- tryck tryck vertikal- spänning huvud- belastningar spänning spänning spänning

O'v dyn O'h 0-V 0.V tot. Ö'v tot/6h Gdev 2:6huv N kontakt GV mt-Ch CV mt+20h

nr kPa kPa kPa kPa kPa kPa

1 100 60 20 180 3 120 300 103 2 200 60 20 280 4.7 220 400 103 3 400 60 20 480 8 420 600 103 4 400 120 20 540 4.5 420 780 103 5 600 120 20 740 6.2 620 980 105 6 800 120 20 940 7.9 820 1180 105 7 1000 120 20 1140 9.5 1020 1380 104 8 1200 120 20 1340 11.2 1220 1580 104

MATERIAL

Två olika material har provats, ett okrossat naturgrus från Olivehult och ett helkrossat bergmaterial från Skärlunda, båda täkterna ligger i Östergötland.

Materialens petrograñ:

0 okrossat bärlager från Olivehult:

materialet består till cirka 70 % av grå-röd medelkomig granit, 10-15 % diabas, 10-15 % leptit, < 5 % gnejs samt < 5 % sandsten. Korndensitet = 2,68 g/cm3 och kulkvamsvärdet = 10,0,

0 krossat bärlager från Skärlunda:

rödgrå, finkornig massformig granit. Komdensitet = 2,64 g/cm3 och kulkvarnsvärdet = 6,7.

Bägge materialen är proportionerade till en kornfördelning som ligger mitt i bärlagerzonen enligt BYA komplement 3/89 och med största sten passerande 32 mm.

Kornkurva:

Sand Normalkurvan Grus

0,06 0,2 0,6 2 F_ o 20 60 .Im IH 90 80

.3 70

:E

En tendens att lagringen har betydelse för den permanenta deformationen, kan observeras vad beträffar det okrossade materialet. För Mr-modulen verkar lagringstiden ej ha någon inverkan.

Diagrammen 1-6 visar medelvärden av Mr-modul och permanent deformation, fördelade på de olika materialen. De redovisade belastningsnivåerna är 400/60 och 400/ 120, vilket innebär att den dynamiska belastningen är 400 kPa för båda och kammartrycken är 60 kPa respektive 120 kPa.

Diagram 1-2 Mr-modul vid en dynamisk belastning av 400 kPa och kammartrycket 60 kPa respektive 120 kPa.

550 500 > 450 ' 400 ' Medelvärden, efter 1000 350 belastninqar 'ä 2 300 M :v 1; - +400/60, okrossat '8 +400/60. krossat g 250 ' å 200 > . _ > i A U 100 -50 ,. 0 ' 1 :i I. k .1 I I' 1 > 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Lagringstld (dygn)

Bortsett från några enstaka värden har lagringstiden inte någon inverkan på Mr-modulen. DIAGRAM 2. 550 . 500 450 400--350

/B\ '

A

. \

Bortsett från några enstaka värden har lagringstiden inte någon inverkan på Mr-modulen.

Diagram 3-4 Uppmätt permanent deformation efter 1000 belastningar, som funktion av lagringstiden, (krossat respektive okrossat material).

DIAGRAM 3. 10000 I 9000 8000 Medelvärden, 7000 . efter 1(130 belosfninqor 6000 --A-400/60,okrossat 5000 ^ _{-I- 400/60, krossat} 4000 Pe rm an en t de fo rm at io n (p m) 3000 2000 --

Svag tendens att lagringen påverkar den permanenta deformationen, framför allt på 400/60-nivån. DIAGRAM 4. 600 . Medelvärden. efter 1000 belo_s_tninqcr +400/120, okrossat -0-400/120. krossat Pe rm an en t defo rm at io n (p m) 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 lagringstid (dygn)

Svag tendens att lagringen påverkar den permanenta deformationen.

Diagram 5-6 Uppmätt permanent deformation som funktion av antalet belastningar, (okrossat respektive krossat material).

DIAGRAM 5. 1 0000 9000 8000 7000 6000 . 5000 j. 4000 i' Pe rm an en t de fo rm atio n (um ) 3000 2000 1000 0 100 200 300 400 500 antal belastningar 600 700 800 900 1000 Belostningsnivö: 400/60 -t- okrossat-Odgn -o- okrossat-1 dgn -0- okrossat-Sdgn -o- ok rossat-7dgn -I- okrossat-28dgn + ok rossat-90dgn

Bortsett från kurvan för 28 dygn finns ett klart samband mellan lagringstid och permanent deformation. DIAGRAM 6. 3000 2500 : 2000 ' 1500 Pe rm an en t de fo rm at ion (um ) 1000 500 Ö lr, 0 100 200 300 400 500 antal belastningar 600 700 800 900 1000 Belostningsnivö: 400/60 -O- krossat-Odgn -D-krossat-t dgn -A- krossat-sdgn -N-krossat-?dgn +krossat-28dgn -o-krossat-90dgn

Bortsett från kurvorna för 1 dygn och 7 dygn finns ett klart samband mellan lagringstid och permanent deformation.

SAMMANFATTNING

Lagringstidens inverkan på bärlagermaterials styvhet och deformationsegenskaper har undersökts genom dynamisk treaxiell provning. Resultaten antyder att lagringstiden kan ha Viss betydelse för plastisk deformation. För resilientmodulen (Mr-modulen) kan ej någon effekt påvisas.