Q (22, > q 9 &9 CO häl "© oa Sä köl = "© jä sm Tillståndsuppföljning av betongvägar
Väg E6 förbifart Falkenberg, uppföljning under 4 år (1993-1997)
Väg £4.65 anslutning till Arlanda flygplats, uppföljning under 7 år (1990-1997) Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson
tings af;+ NN » anäe tdi #it ON l - 4 "# i AEESA 0) Sr kN *sag ante 1 I.,.15 ;
% *Z $ [J (t&::ka*M6W13*sdN.,pie
lår »I": HMdu:
VTI meddelande 835 - 1998
Tillståndsuppföljning
av betongVägar
Väg E6 förbifart Falkenberg, uppföljning under 4 år (1993-1997)
Väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats, uppföljning under 7 år (1990-1997)
Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson
u
ifäñêffw
Utgivare: Publikation: VTI meddelande 835 Utgivningsår: Projektnummer: Väg- och transport- 1998 60401 'forskningsinstitutet 581 95 Linköping Projektnamn: "
Validering av kap. 7 i VAG 94 - cementbudna lager
Förofattare: Uppdragsgivare:
B-A Hultqvist och Bo Carlsson Vägverket
Titel:
Tillståndsuppföljning av betongvägar - Väg E6 förbifart Falkenberg
- Väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats
Referat
Under 1990-talet har intresset för betongvägar ökat i Sverige. Tre nya betongvägar har byggts och ytterligare en kommer att bli klar 1999.
Utförandet av alla nya betongvägar är Väl dokumenterat och tillståndet följs upp regelbundet. Syftet med tillståndsuppföljningen är att verifiera Vägverkets tekniska beskrivningar i VÄG 94 med de resultat som uppnås på de utförda betongvägarna. I denna rapport redovisas tillståndsutvecklingen för två av betongvägarna, väg E6 förbifart Falkenberg och väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats.
Utvärderingen Visar mycket bra resultat för betongbeläggningarna under de första fyra respektive sju åren under trafik. Båda betongvägarna är mycket jämna i längsled och spårbildningen har varit mycket liten. Den obetydliga spårbildningen kan förklaras med att betongvägar är mycket slitstarka mot dubbslitage och inte deformeras av tung trafik vid varm väderlek.
I Falkenberg hade den angränsande asfaltbeläggningen betydligt större spårbildning än betong-beläggningen. Ungefär hälften av spårdjupsökningen inträffade under första sommaren. Den stora skillnaden i spårbildning beror huvudsakligen på att deformationsspår har bildats i asfaltbeläggningen Vid varm väderlek.
Båda betongvägarna har uppvisat goda friktionsegenskaper. Den frilagda betongbeläggningen har också visat goda bulleregenskaper. För sommardäck hade den frilagda betongbeläggningen något lägre bullernivå än asfaltbelägngingen när beläggningarna var nya. Efter fyra års trafik uppmättes ungefär samma bullernivå på asfalt- och betongbeläggning med sommardäck. Med odubbat Vinterdäck och Vinterdäck med dubb var bullernivån högre på betongbeläggningen.
Vid inspektion av betongvägarnas strukturella tillstånd har inga sprickor observerats.
ISSN: Språk: Antal sidor:
Publisher: Publication:
VTI meddelande 835
Published: Project code:
Swedish NationalRoad and 1998 60401
'Danspart Research Institute
S-581 95 Linköping Sweden Project:
Verification of Swedish Construction Specifications for Rigid Pavements
Autohor: Sponsor:
B-A Hultqvist and Bo Carlsson Swedish National Road Administration
Title:
Pavement Performance and Evaluation ofconcrete Roads
- The E6 bypass at Falkenberg - The E4.65 link to Arlanda Airport
Abstract
Swedish interest in concrete roads has been increasing during the 19903. Three new concrete roads have been built and a further road will be built in 1999.
Construction of all new concrete roads is well documented and their condition is monitored regularly. The purpose of following up condition is to verify the technical specifications issued by the National Road Administration against the results achieved on the concrete roads built so far. This report describes the pavement performance of two of the concrete roads, the E6 bypass at Falkenberg and the E4.65 link to Arlanda Airport.
The evaluation shows very good results for the concrete pavements during the first four and seven years of use respectively. Both the concrete roads are very even longitudinally and rutting has been very limited. The insignificant rutting can be explained by the high resistance of concrete roads to wear from studded tyres and their resistance to deformation by heavy traffic in hot weather.
At Falkenberg, the asphalt pavement showed considerably deeper rutting than the concrete pavement. Approximately half the increase in rut depth occurred during the first summer. The large difference in rutting is mainly due to the creation of deformation ruts in the asphalt pavement during hot weather.
Both the concrete roads have demonstrated good friction qualities. The concrete pavement with exposed aggregate also have demonstrated good tyre/road noise qualities. For summer tyres, the exposed concrete pavement had a somewhat lower noise level than the asphalt pavement when new. After four years of use, approximately the same noise level was measured on asphalt and concrete pavements for summer tyres. With plain winter tyres and studded winter tyres, the noise level was higher on the concrete pavement
No cracks were observed at the inspection of structural condition of the concrete roads.
ISSN: Language: No. of pages:
Förord
Föreliggande VTI Meddelande redovisar tillståndsutvecklingen för två svenska betongvägar som är byggda på 1990-talet. Rapporten beskriver betongvägarnas uppbyggnad samt hur tillståndet har förändrats under uppföljningsperioden. Betongvägarnas utförande har tidigare redovisats i VTI Meddelande 653 Provväg av cementbetong vid Arlanda 1990 - Byggnadsrapport och VTI meddelande 758 Betongväg på E6 vid Falkenberg - Byggnadsrapport för delen Heberg-Långås 1993 .
En stor del av datainsamlingen i form av fältmätningar har tidigare utförts inom det gemensamma FoU-projektet Cementbundna lager i vägöverbyggnad som har samfinansierats av Vägverket, Cementa, SBUF och VTI. Under de två senaste åren har arbetet helt finansierats av Vägverket som också är beställare av denna rapport.
Linköping i juni 1998
Bengt-Åke Hultqvist
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
Sammanfattning
Summary
1 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.84
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.85
6
Bakgrund och syfte
Allmän beskrivning av betongvägarna
Väg E6 förbifart Falkenberg utförd 1993
Väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats utförd 1990
Tillståndsutveckling för betongvägen på E6 vid Falkenberg Trafik Jämnhet i Iängsled
Jämnhet i tvärled/spårbildning
Avnötning Yttextur Friktion BullerStrukturellt tillstånd
Tillståndsutveckling för betongvägen på anslutning
till Arlanda flygplats
.
'
Trafik Jämnhet i längsled
Jämnhet i tvärled/spårbildning
Avnötning Yttextur FHküon BullerStrukturellt tillstånd
Slutsatser Referenser VTI MEDDELANDE 835Sid
11 12 12 14 17 17 17 18 20 21 22 23 24 25 25 25 26 28 29 30 31 3233
34
Tillståndsuppföljning av betongvägar - Väg E6 förbifart Falkenberg
- Väg E4.65 anslutning till Arlanda Flygplats av Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson
Statens Väg- och Transportforskningsinstitut, (VTI) 581 95 Linköping
Sammanfattning
90-talets betongvägar bibehåller jämnhet och slitstyrka
Denna rapport redovisar tillståndsutvecklingen för två betongvägar som är byggda på 1990-talet. Utvärdering med avseende på jämnhet, slitstyrka, friktion och buller visar på mycket bra resultat under de första fyra respektive sju åren under trafik. Som jämförelse visas också tillståndsutvecklingen för angränsande vägsträckor av asfalt.Under 1990-talet har intresset för betongvägar ökat i Sverige. Tre nya betongvägar har byggts och ytterligare en kommer att bli klar 1999. En viktig orsak är de ökade trafikbelastningarna som ställer krav på allt styvare vägöverbyggnader. En annan orsak är betongvägarnas goda resistens mot dubbslitage. Erfarenheter visar att den totala spårbildningen kan bli mindre när beläggningen består av betong.
Utförandet av alla nya betongvägar är väl dokumenterat och tillståndet följs upp regelbundet. Syftet med tillståndsuppföljningen är att verifiera Vägverkets tekniska beskrivningar i VÄG 94 med de resultat som uppnås på de utförda betongvägarna. I denna rapport redovisas tillståndsutvecklingen för två av betongvägarna som är byggda på 1990-talet, väg E6 förbifart Falkenberg och väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats. Resultatet redovisas med avseende på jämnhet, spårbildning, avnötning, friktion, yttextur, buller och strukturellt
tillstånd.
Jämnhet
Utvärderingen visar mycket bra resultat för betongbeläggningarna under de första fyra respektive sju åren under trafik. Båda betongvägarna är mycket jämna i längsled. För angränsande asfaltbeläggningar uppmättes i båda fallen IRI-värden som var något högre än för betongbeläggningarna vilket visar att betong-beläggningarna hade bättre jämnhet.
Spårbildning
Spårbildningen har varit mycket liten för båda betongvägarna. För Falkenbergsvägen har spårbildningen varit totalt ca 1,0 mm under de första fyra åren, dvs i genomsnitt endast ca 0,25 mm/år. För Arlandavägen har spårbildningen varit totalt ca 4,0 mm under de första sju åren, dvs ca 0,6 mm/år. Den obetydliga spårbildningen kan förklaras med att betongvägar är mycket slitstarka mot dubbslitage och inte deformeras av tung trafik vid varm väderlek. Den något större spårbildningen på Arlandavägen kan förklaras av trafik med större antal dubbade fordon i kombination med något sämre slitstyrka för betongen.
I Falkenberg hade den angränsande asfaltbeläggningen betydligt större spår-bildning än betongbeläggningen. Ungefär hälften av spårdjupsökningen inträffade under första sommaren. Vid Arlanda har spårdjupet för asfaltbeläggningen ökat ungefär lika mycket som för betongbeläggningen. Asfalt- och betongbelägg-ningarna är mycket slitstarka och har ungefär samma nötningsmotstånd mot dubbdäck. Den stora skillnaden i spårbildning vid Falkenberg beror huvudsakligen på att deformationsspår har bildats i asfaltbeläggningen vid varm väderlek.
Friktion
Båda betongvägarna har uppvisat goda friktionsegenskaper. I Falkenberg uppmättes friktionsvärden på ca 0,9 när vägen var ny. Efter trafikering har friktionen minskat något. Liknande värden uppmättes på asfaltsträckan. På Arlandavägen har friktionen varit något lägre ca 0,65. Då vägen var ny hade asfaltbeläggningen något bättre friktion men hösten 1997 var friktionen ungefär lika på asfalt- och betongbeläggningarna.
Buller
För sommardäck hade den frilagda betongbeläggningen i Falkenberg något lägre bullernivå än asfaltbeläggningen när beläggningarna var nya. Efter fyra års trafik hade bullernivån ökat för båda beläggningarna. Ungefär samma bullernivå uppmättes på asfalt- och betongbeläggning med sommardäck. Med odubbat vinterdäck och vinterdäck med dubb var bullernivån högre på betongbeläggningen än på asfaltbeläggningen. Betongen hade i detta fall en större stenstorlek vilket normalt ger en högre bullernivå.
Strukturellt tillstånd
Vid inspektion av betongvägarnas strukturella tillstånd har inga sprickor observerats. De skador som dokumenterats är vissa mindre kantskador vid tvärgående fogar på betongvägen vid Falkenberg. Omfattningen är fortfarande liten och skadeutvecklingen verkar ha avtagit.
Pavement Performance and Evaluation of Concrete Roads - The E6 bypass at Falkenberg
- The E4.65 link to Arlanda Airport By B-Å Hultqvist and Bo Carlsson
Swedish National Road and Transport Research Institute, VTI 3-581 95 Linköping, Sweden
Summary
Concrete roads of the 905 retain their evenness and wear
resistance.
This report describes the pavement performance of two concrete roads built in the 19905. Evaluation With regard to evenness, wear resistance, friction and noise shows very good results during the first four and seven years of use respectively. For comparison, the pavement performance of adjacent sections of asphalt road is also shown.
Swedish interest in concrete roads has been increasing during the 19903. Three new concrete roads have beenbuilt and a further road will be built in 1999. One reason is the higher traffic loads, which set demands on more rigid types of pavements. Another reason is that concrete roads are very wear-resistant, with good durability to wear from studded tyres. Experience shows that total rutting can be reduced when the pavement is of concrete.
Construction of all new concrete roads is well-documented and their condition is monitored regularly. The purpose of following up condition is to verify the technical specifications issued by the National Road Administration against the results achieved on the concrete roads built so far. This report describes the pavement performance of two of the concrete roads built in the 903, the E6 bypass at Falkenberg and the E4.65 link to Arlanda Airport. The results are described with regard to evenness, rutting, wear, friction, surface texture, tyre/road noise and
structural condition.
Longitudinal evenness
The evaluation shows very good results for the concrete pavements during the first four and seven years of use respectively. Both the concrete roads are very even longitudinally. On adj acent asphalt pavements, IRI values were measured which in both cases were somewhat higher than for the concrete pavements, indicating that the concrete pavements had better evenness.
Rutting
Rutting has been very limited on both the concrete roads. On the Falkenberg road, rut depth was approximately 1.0 mm during the first four years, i.e. an average of only about 0.25 mm/year. On the Arlanda road, rut depth increased by about 4.0 mm during the first seven years, i.e. about 0.6 mm/year. The insignificant rutting can be explained by the high resistance of concrete roads to wear from studded tyres and their resistance to deformation by heavy traffic in hot weather.
The somewhat deeper rutting on the Arlanda road can be explained by traffic with a larger number of vehicles using studded tyres, in combination with somewhat poorer wear resistance of the concrete.
At Falkenberg, the asphalt pavement showed considerably deeper rutting than the concrete pavement. Approximately half the increase in rut depth occurred during the first summer. At Arlanda, the rut depth in the asphalt pavement increased by approximately the same amount as in the concrete pavement. The asphalt and concrete pavements are very wear-resistant and have approximately the same resistance to wear from studded tyres. The large difference in rutting at Falkenberg is mainly due to the creation of deformation ruts in the asphalt pavement during hot weather.
Friction
Both the concrete roads have demonstrated good friction qualities. At Falkenberg, friction values of approximately 0.9 were measured when the road was new. After a period of use, the friction decreased somewhat. Similar values were measured on the asphalt section. On the Arlanda road, the friction was somewhat lower, about 0.65. As the road was new, the asphalt pavement had somewhat better friction, but in autumn 1997 the friction was approximately the same on the asphalt and concrete pavements.
Tyre/Road noise
For summer tyres, the exposed concrete pavement at Falkenberg had a somewhat lower noise level than the asphalt pavement when new. After four years of use, the noise level had increased on both pavements. Approximately the same noise level was measured on asphalt and concrete pavements for summer tyres. With plain winter tyres and studded winter tyres, the noise level was higher on the concrete pavement than on the asphalt pavement. In this case the concrete contained larger aggregates normally causing a higher noise level.
Structural condition
No cracks were observed at the inspection of structural condition of the concrete roads. On the concrete road at Falkenberg minor damage at the edge of the transverse joints was observed. The extent of the damage is however still small and the development seems to have decreased.
1. Bakgrund och syfte
Under 1990-talet har intresset för betongvägar ökat i Sverige. Tre nya betongvägar har byggts och ytterligare en som är påbörjad kommer att bli klar 1999. En viktig orsak är de Ökade påkänningarna från den tunga trafiken som ställer krav på allt styvare vägöverbyggnader. En annan orsak är betongvägarnas goda resistens mot dubbslitage. Erfarenheter visar att den totala spårbildningen kan bli mindre när beläggningen består av betong. I takt med att beläggningarna har gjorts slitstarkare och skonsammare lättdubb börjat användas har dubbdäcksslitaget minskat i Sverige. Sannolikheten är dock stor att dubbdäcksslitaget åter kan öka i framtiden om obligatorisk användning av vinterdäck införs. *
Anläggningskostnaden är högre för betongvägar än för asfaltvägar. Valet av betong kan emellertid motiveras med längre livslängd och förväntade lägre underhållskostnader. De ökade trafikbelastningarna ställer högre krav också på asfaltvägarna vilket medför en ökad användning av modifierade asfaltmassor och därmed ökad anläggningskostnad.
Utförandet av alla nya betongvägar är väl dokumenterat och tillståndet följs upp regelbundet. Resultatet redovisas med avseende på jämnhet, spårbildning, slitstyrka, friktion, yttextur, buller och strukturellt tillstånd.
Syftet med tillståndsuppföljningen är i första hand att verifiera Vägverkets tekniska beskrivningar i VÄG 94 med de resultat som uppnås på de utförda betongvägarna. Ett annat syfte är att jämföra resultatet för betongöverbyggnaderna (BÖ) med motsvarande resultat för angränsande asfaltöverbyggnader (GBÖ).
I denna rapport redovisas tillståndsutvecklingen för två av betongvägarna som är byggda på 1990-talet, väg E6 förbifart Falkenberg (delen cherg-Långås) och väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats.
2
Allmän beskrivning av betongvägarna
2.1 Väg E6 förbifart Falkenberg utförd 1993
Förbifarten vid Falkenberg, delen Heberg-Långås, är 15 km lång. Betongvägen är utformad som fyrfältig motorväg med trafikplatser vid Skrea backe, Vinberg och Långås. Vidare ingår en bro över Ätran samt åtta broar/vägportar för korsande vägar. I 21/000 ' §\
/
-
v _. '
sz
cc.
° °83.
3%
$m
AG
51
\ \\
\
31 = Uppföljningssträcka Betong 1 82 = Uppföljningssträcka Betong 2 S3 = Uppföljningssträcka Betong 3 S4 = Jämförelsesträcka av asfaltFigur 1 Lägetför uppföljningssträckoma.
Uppföljning görs på tre olika uppföljningssträckor som har valts ut på betongvägen i norrgående körriktning. På sträcka 1 som är 300 m lång ligger betongbeläggningen på bärlager av asfaltbundet grus (AG). På sträcka 2 och 3, som vardera är 300 m långa, ligger betongbeläggningen på cementbundet bärlager. Som jämförelse har tillståndet mätts på en 300 m lång asfaltsträcka som ansluter till betongvägens norra ände, sträcka 4.
Vägen är byggd som oarmerad betongväg med en betongbredd av 9,0 m. Yttre Vägrenen är utförd av asfalt. Överbyggnaden har dimensionerats för trafikklass 7 enligt Vägverkets tentativa anvisning BYA-92. Totala överbyggnadstjockleken är 900 mm. Terass- och undergrundsmaterial består varierande av grovmo, sand eller
Betongbeläggning på Betongbeläggning på CG AG 0
Betong 60 mm Durasplit Betong 60 mm Durasplit
100
Betong 160 mm ortens sten 591009 160 mm ortens Sten
200
Cementbundet grus 150 m ASfa'tbunde' grus 100 mm i
300 Bárlagergrus 50 mm 400 Bärlagergrus 50 mm m m 500 600 Förstärkningslager 480 m Förstärkningslager 530 mm 700 800 900 Eektion 26/300-35/503 sektion 20/800-26/30'6
Figur 2 Betangvägens uppbyggnad.
Betongbeläggningen som är 220 mm tjock består av korta oarmerade betong-plattor med fogavstånd 5 m. I tvärfogarna sammanlänkas betong-plattorna med 500 mm långa dymlingar av stål ø 25 mm. I motorvägens högra körfält som är mest belastat har dymlingarna ett inbördes centrumavstånd på 250 mm. I vänstra körfältet som huvudsakligen trafikeras av lätta fordon ligger dymlingarna med dubbla centrumavståndet. I längsgående mittfogen sammanbinds plattorna med 800 mm långa förankringsjärn ø 16 mm, som har ett inbördes centrumavstånd 1000 mm. Den längsgående mittfogen och de tvärgående fogarna har tätats med förtillverkade foglister av konstgummi.
Betongbeläggningen som är utförd i två skikt, vått i vått , ligger på 150 mm cementbundet bärlager alternativt 100 mm asfaltgrus (AG). Cementbundet bär-lager har använts på vägobjektets norra del (9,2 km). Det asfaltbundna bärlagret har används på vägobjektets södra del (5,5 km).
I betongbeläggningens övre skikt, som trafikeras av dubbdäck, användes stenmaterial Durasplit som har importerats från Norge. I det undre betongskiktet användes lokalt stenmaterial. Det övre betongskiktet är 60 mm tjockt, det undre betongskiktet är 160 mm. Betongen har draghållfasthetsklass T3,5, vilket ungefär motsvarar betong K60. Största stenstorlek, 22 mm, var lika för över- och underbetong.
Jämförelsesträckan av asfalt är en GBÖ-konstruktion enligt BYA 84. Slitlagret på halva sträckan (4A) består av ABS 16/885 med stenmaterial Durasplit. Den andra halvan (4B) har slitlager ABS 16/3180 med porfyr. Jämförelsesträckans totala överbyggnadstjocklek är 900 mm.
m m Figur 3 GBÖ Trafikklass 7 BYA-84 Slitlaer 40 mm 100 200
Bärlager 120 mm 300 40°
500
Förstärkningslager 545 mm 600 700 800 900 GBÖ-konstruktionens uppbyggnad.Sammanställning av uppföljningssträckomas uppbyggnad.
Sträcka Sektion Uppbyggnad (bundna lager) Överbyggnads-tjocklek 1 26/000-26/300 220 mm betong 22 + 100 mm AG 0,9 m 2 26/300-26/600 220 mm betong 22 + 150 mm CG* 0,9 m 3 35/200-35/500 220 mm betong 22 + 150 mm CG* 0,9 m 4A 35/500-35/650 40 mm ABS 16 (Durasplit)+195 mm AG 0,9 m 48 35/650-35/800 40 mm ABS 16 (porfyr) +195 mm AG 0,9 m
>*<Modifierad CG typ magerbetong
2.2 Väg E4.65 anslutning till Arlanda flygplats utförd 1990
Arlandavägen, delen mellan väg E4 och Arlanda flygplats, var tidigare utformad som motortrafikled med två körfält. Den Ökade trafikmängden till och från flygplatsen gjorde det nödvändigt att bygga till ytterligare två körfält så att vägen fick motorvägsstandard. De nya körfälten som byggdes under 1989 och 1990, utgör motorvägens södra körriktning. Huvuddelen av den nya körbanan (1640 m) är byggd som oarmerad betongväg. Anslutningarna, i söder mot väg E4 och i norr mot flygplatsen, är utförda med asfalt.ARLANDA TPL
<9» ' . \ _ \ 2 . \ . . \ '. '!.' ' 3., \\ .________.r- s. J" 51...;7 2 .i .i 'I i -. 1._ ' *X 25.1 -.\: . i .' ' t a'JN.- ' '\' , v av 4. ..4', II ,vt-;l 4' ".'L' r ' g (43, . _ ' . _r' \ 'i' 1" \ I _ . .. < 'får 'av1 '1' -- .. I 3." 'V _ I ' ( v I _ _. ' 1..." .. '. .\. \ .\ . ' ' '% 40-..' " 2 nl'I. 1L' \7 . \ ,r _ __ _ __ , / <-0 .0 00
Flgur 4 Lagetfor bet
Vägen är uppbyggd som oarmerad betongväg med en betongbredd av 9 m. Yttre vägrenen är utförd av asfalt. Höga krav ställdes på små framtida sättningar och tjällyftningar. Detta resulterade i att den totala tjockleken för betongöver-byggnaden gjordes tjockare än för motsvarande asfaltöverbyggnad. Föreslagen överbyggnadstjocklek på 1,0 m utökades därför med ett 0,4 m tjockt förstärknings-/utspetsningslager, eftersom jordlagren i skärningarna till stora delar bestod av tjälfarlig morän. Minsta avstånd mellan vägbana och jord sattes till 1,4 m. Detta har påverkat anläggningskostnaden som har blivit högre än normalt. I VÄG 94 ställs samma krav på sättningar och tjällyftningar för motorvägar av asfalt och betong.
sn 0.5L L v275 K
'41'-J 210mm BETONG l(80150 mm CEMENT- _ .o ,. u. i r :g . ' ' " ms. -. ö_.°.' .. °1-\640mmFÖRSTÃRK-_ ,a 5°1-\640mmFÖRSTÃRK-_ G .- . .° .' o .'o- ; '°. °- 1- . NINGSLAGER
..o o. _o_-2.090 -. - -v°<- °- -- ° °,Öl-15,47' 0', "Ao'?_-"jfi'foÖ°._'.'.°.°°;'oi_'° \400mmronsmnx... ..
w 2 _MM_ NINGSLAGERI UTSKIFT-NINGSLAGER
60mm A6
110 mm BÃRLAGERGRUS
Figur 5 Normalsektion för betongöverbyggnaden vid Arlanda.
Betongbeläggningen är 210 mm tjock och består av korta oarmerade betongplattor med fogavstånd 5 m. I tvärfogarna sammanlänkas plattorna med 600 mm långa dymlingar, ø 25 mm, som har ett inbördes centrumavstånd av 300 mm I längs-gående mittfogen sammanbinds plattorna med 800 mm långa förankringsjärn, ølö mm, som har ett inbördes centrumavstånd av 1000 mm. Den längsgående VTI MEDDELANDE 835 15
mittfogen och de tvärgående fogarna har tätats med fogmassa. Eftersom fogarna ej blev täta med fogmassan utbyttes denna 1993 mot förtillverkade foglister av konstgummi.
Figur 6 Betongbeläggningens uppbyggnad vid Arlanda.
Betongbeläggningen är lagd i ett lager. Betongkvaliten motsvarar K80 och stenfraktionen består av krossad Hälleflinta X100. Enligt upphandlingen skulle överytan diamantslipas. Krav på jämnhet ställdes därför endast efter utförd slipning.
Uppföljning görs på tre olika uppföljningssträckor som har valts ut på betongbeläggningen. Uppföljningssträckorna är vardera 100 m långa.
Som jämförelse har tillståndet mätts på en 100 m lång asfaltsträcka som ansluter till betongvägen i söder. Betongsträckan och asfaltsträckan är byggda samtidigt, 1990. Sträckorna ligger efter varandra i södergående körriktning och har således samma trafik.
Asfaltsträckan är uppbyggd som en grusbitumenöverbyggnad (GBÖ) enligt BYA-84, trafikklass 7. Slitlagret består av 35 mm ABS 16/B85 (typ Viacotop) med de grova stenfraktionerna bestående av porfyr. Det bundna bärlagret är utfört av 195 mm AG. Överbyggnadens totala tjocklek är 1,0 m.
Uppföljningssträcka Sektion Platta nummer 1 Betong ca 14/340-14/440 196-216 2 Betong ca 14/135-14/235 155-175 3 Betong ca 13/475-14/575 24-44 4 J ämförelsesträcka, asfalt ca 13/260- 1 3/360
3
Tillståndsutveckling för betongvägen på E6 vid
Falkenberg
3.1 Trafik
Trafiken har mätts vid flera tillfällen av Vägverket. Senaste mätningen utfördes under 1994. ÅDT som uppmätts vid VTI:s uppföljningssträckor var ca 6500 fordon/dygn i norrgående riktning dvs totalt ca 13000 fordon/dygn. Vid mätning norr om Falkenberg var andelen tunga fordon ca 20%. Denna andel tunga fordon kan troligtvis också gälla för mätningar vid uppföljningssträckorna.
3.2 Jämnhet i längsled
Jämnheten i längsled har mätts med två olika typer av mätutrustning, CHLOE-mätare och laser RST-bilen.
Vid mätning med CHLOE-mätaren anges jämnhetsvärdet i en skala 0-5, där 5 motsvarar mycket bra jämnhet och 0 mycket dålig jämnhet. Mätningen har utförts i höger hjulspår i högra körfältet (Kl).
Jämnheten har mätts med CHLOE-mätare på tre utvalda uppföljningssträckor, vardera 300 m långa (se kap. 2.1). Som jämförelse har en asfaltsträcka använts. Slitlagret på halva sträckan (4A) består av ABS 16/B85 med stenmaterial av Durasplit. Den andra halvan (4B) har asfaltslitlager med stenmaterial av porfyr. Den totala överbyggnadstjockleken för asfaltsträckan är samma som för betong-vägen, dvs 900 mm. 5,0
4,5
ä/
/
.32 .. ...: :: .. -. .. .. .. . :giåê EE...u...- .n un -m n . " .. .. .. . .. .. .u . / 4,0 ; _\% = å '''''''" å§ø §s%ä :s/ê Iww aså = gå? äâáä åäáå mmm 3 0 g å§% i å§%ä å\%, §§%ä å\%ä
, i
; åsgu
i; §\/%iii'i:ägg:
å\/4 §\/aäsgm
:.5 §\%a,Em ø%nås%ä
ngá
E9604
* ? §§áä å§%ê å§áä §§øä .mm
:lå:
i§\%
.tå å'êåêmm
, :år I§\% a'å vi:
i
å§áä
Jä§øä
å§ár
åäáä
, 2 §§%ä
;V
2%
â\/ê
å\%å
;V
åöøä
2%
_: g... =\ :.: =:\\\ 42:: :;:, E\ P: E\\ :3" , ;52- 2 ,gå :ê'= :ä ;ä ;2 '§\ §\ §\ Q0035;,
,gå
> (0-h9.) = .5 G 2 BTG Asfalt 4A B -1 7/ 00 BTG 1 BFigur 7 Jämnhetsutveckling i längsled på uppföljningssträckorna (CHLOE). Av figur 7 framgår att på uppföljningssträckorna 1 och 2 har uppmätts värde av drygt ca 3,5. Uppföljningssträcka 3 är jämnare och har CHLOE-värde i intervallet 4,0-4,5. Uppföljningssträcka 4A och 4B som är asfalt-konstruktioner har CHLOE-värde på knappt ca 4,0. CHLOE-värde 3,5 är något lågt men kan förklaras av betongbeläggningens grova yttextur i kombination med stor stenstorlek vilket påverkar CHLOE-värdet.
Ett annat mått på vägens jämnhet i längsled är IRI (International Roughness Index) som är ett internationellt ojämnhetsvärde för körkomforten. Fysikaliskt VTI MEDDELANDE 835 17
motsvarar IRI-värdet fjädringsarbetet för ett typfordon. IRI-värdet är variationen av fjädringsrörelsen per längdenhet väg och uttrycks i mm/m. [RI-skalan har vanligen intervallet 0-12 mm/m. Ett lågt IRI-värde eftersträvas. I figur 8 visas utvecklingen av IRI i höger hjulspår.
2,5 .9310 9404 9410 [1119504 .9510 E9610 59710
/
BTG 2 BTG 3 Asfalt 4A Asfalt 4B \ § D u
\\\ \\\ \\\ \\\ \\\ \\\ \\\ \\\ \\\ \\\\
_|qnum
ummum
uuumu|,
|u|||||u|m
m|mun
nnm
Figur 8 Jämnhetsurveckling i längsled (IRI) på uppföljningssträckoma i höger hjulspår.
Av figur 8 framgår att IRI-värdet för betongvägen ligger på drygt 1, förutom uppföljningssträcka 3 som ligger under 1. Jämförelsesträckorna av asfalt har något högre [RI-värde l,3-l,5. IRI-värde omkring 1 erhålls endast på de mest jämna vägarna i Sverige vilket visar att jämnheten är mycket god.
3.3 Jämnhet i tvärled/spårbildning
I utvalda sektioner på uppföljningssträckorna har ytans tvärprofil registrerats med VTI:s PRIMAL utrustning. Tvärprofiler med en längd av 3,7 m har registrerats. Mätningarna har utförts vår och höst i höger körfält (långsamfältet). Spårdjupet beräknas med VTI-metoden (se figur ll). Resultatet från spårdjupsmätningen redovisas som medelvärde för höger respektive vänster hjulspår.
och 7-9 mm på betongvågen. På
Måtningar hösten 1997 visar att BTG 1
Mätningar med laser RST
VTI MEDDELANDE 835 BTG 2 asfaltbelåggningen. Figur 10 Spårdjupsmätning (RST). spårdjupet var ca 2 mm på asfaltstr'ackorna var
bilen visar också
SP BTG 3 att sp0 a Asfalt 4A Asfalt 4B rbildningen år obetydl årbildningen första sommaren 2-4 mm.ig pa
O betongbelåggningen 19 Sp år dj up mm Sp år djup m m P .01 5 ?1 .°° 0 Figur 9 .N .03 :P-P' .03 N o o o o o o figur 11).
3,2 meter. Den uppmätta tvärprofilen 'år sammansatt av 11 mätpunkter som sammanbinds med räta linjer. Spårdjupet har beräknats med trådprincipen (se Spårdjup har Också måtts med Laser RST-bilen. Denna är utrustad med 11 laserkameror som kontinuerligt läser av vägytans tvårprofil Över en bredd av
10,0 1 0 0,0 55555 57° 0 9,0
m1'
Av figur 9 f Spå medan spårdjupet påramga0 W 7// ////// /'/ /// /// /// /// /// /// /// /// /// /// // = W W W -M: :: :: :: :: :: :: :: n: :: .. .: :: :: :: 2 " ' BTG2 rdjupsmätning,
har spårdjupet endast Ökat ca 1 mm på
7// ////// /// /// /// /// /// /// /// /// /// /// / W W W BTG3 asfaltsträckorna var ca 8
r att efter ca 4 år var spårdjupet 3 mm på
. n u. .. .»uu-. . . uu .. .. .. . u .. .. .. .. .. . n u .. .. .. .. .. .. .. .. . .u-m. .. .. . u .. .. .. .. .o c-.. .n o. .. .. .. .. .. .. .. .. u. .. .. .. .. .. u. .. .. ... .n o-u. .. Asfalt 4A
medelvärde höger + vänster spå . m :I: _ : * W W W W W W W _
10 mm. Under hela fyra Asfalt
48
0,25 mm/år. På asfaltbeläggningen var totala spårdjupsökningen ca 7 mm.
r (PRIMAL).
I Nov 97 I 9310 9404 Im 9504 I 9510 9410betongbeläggningen. Vilket motsvarar ca betongstr'ackorna årsperioden
Båda metoderna visar på mycket mindre spårbildning för betongen än för asfalten.
Spårdjup som har mätts med Laser RST-bilen stämmer dock ej helt överens med de spårdjup som har mätts med PRIMAL-utrustningen. En förklaring är att med PRIMAL-utrustningen mäts spårdjupet i ett begränsat antal tvärsektioner på uppföljningssträckorna medan Laser RST -bilen mätter spårdjupet kontinuerligt längs hela betongvägen. Andra förklaringar är att Primalen registrerar hela tvärprofilen medan RST-bilen mäter 11 punkter av tvärprofilen samt att tvär-profilerna har olika längd. Dessutom har olika metoder använts vid utvärdering av spårdjupet. För PRIMAL-mätningen har spårdjupet beräknats enligt VTI-metoden (delad rätskiva) och för mätningen med Laser RST-bilen har spårdjupet beräknats enligt trådprincipen (se figur 11).
En annan orsak är att vid mätning med PRIMAL-utrustningen redovisas höger och vänster spår separat medan vid mätning med Laser RST-bilen redovisas största spårdjup i varje tvärprofil (vänster eller höger).
Trâdprincipen VTI metoden
Figur 11 Utvärdering av spårdjup med VTI-metøden respektive trådprincipen.
3.4 Avnötning
Avnötning från dubbdäck har mätts sedan vägen öppnades för trafik. Storleken på dubbslitaget beror till största delen på beläggningens slitstyrka och antalet dubbade fordonsöverfarter. Dubbslitaget är också beroende av klimat (temperatur, våt och torr vägbana), fordonshastighet och typen av dubbdäck (dubbvikt, dubbutstick). Man skall därför vara försiktig med att jämföra slitaget för olika beläggningar om dessa inte ligger efter varandra på samma väg med samma yttre förutsättningar. I detta fall är de yttre förutsättningarna lika för asfalt- och betongbeläggningarna.
Avnötningen har mätts över körfältets hela bredd med den av VTI speciellt utvecklade laserprofilografen. Vid mätningen ställs laserprofilografens ben i fixar som är förmonterade i beläggningen.
Beläggningens tvärprofil registreras höst och vår. Den uppmätta förändringen under vintern utgör slitaget på ytan.
Me de lsli ta ge m m BTG1 BTG2 BTG3 Asfalt 4A Asfalt 4B
Durasplit Durasplit Durasplit Durasplit porfyr
Figur 12 Avnöming från dubbdäck på uppföljningssträckoma
Av figur 12 framgår att första vinterns slitage är störst. Detta beror på det initialslitage som förekommer på nya beläggningar när bruks- och bindemedels-överskott slits bort i ytan. Efter fyra vintrar har betongsträckorna ett uppmätt medelslitage i storleksordningen 0,05-0,15 mm vilket är mycket lågt. Två betong-sträckor har medelslitage mindre än 0,10 mm.
Den betong som användes i Falkenberg är ej den mest slitstarka. Genom att använda slitstarkare ballast, högre stenhalt och högre betongkvalite kan 2-3 gånger slitstarkare betong erhållas. Resultatet visar dock att dessa högre slitstyrkor ej behövs på E6 vid Falkenberg.
3.5 Yttextur
Beläggningens makrotextur (medeltexturdjup) har mätts med VTI:s lasertextur-mätare typ TRRL Mini Texturemeter. Texturen har mätts på fyra Uppföljnings-sträckor (samma platser som vid slitage- och tvärprofilmätning) över en längd av ca 50 m på varje plats. Makrotexturen påverkar friktionen och däck/vägbane-buller. För friktionen är också beläggningens mikrotextur viktig.
1,2 ISep93 0,8 IIIlApr94 E E . å ENov94 å _ å ä nApr95 :3 06 55 å å \ |__ , 2% _ å ä Apr96 >< å \ \ å ä 'ull g ä g g OCt96 å \ ?N å ä m ä* ä ä ä 'ä' 0 4 å2 s r åä äå
å ä
å
å
ä \ k å ä . E \ \ E E ?I = \ = = 4;. = \ \, = = 0,2 å ä/ ä ä ?5 '3 § § å ä ä \\ x\, 2 å ä ä å å ,ä å 2 CD _| 9 CD _| O N m ._| G) 00 7/ >(IJ-h 83_ :D(D WE 'Figur 13 Medeltexturdjup i mm mätt med lasertexturmätare typ TRRL.
Av figur 13 framgår att vid mätningar 1996-04 var medeltexturdjupet 0,5-0,6 mm för betongsträckorna och ca 0,8 mm för asfaltreferenssträckorna. Vid mätning 96-10 mättes endast sträcka 1 och 2 på grund avtekniska problem med mätutrustningen. Senaste mätningen av samtliga sträckor är således 96-04.
3.6 Friktion
Friktion har mätts i vägens längdriktning med VTIzs Saab Friction Tester. Mätningen har utförts vid en hastighet av 70 km/tim på våt vägyta (mätmetod med 0,5 mm vattenfilm enligt VV metodanvisning 10421990). Friktionen har mätts i höger hjulspår och mellan hjulspår i högra körfältet (Kl). Som jämförelse har mätningar utförts på asfaltsträckan av ABS 16, med stenmaterial av Durasplit (4A) och porfyr (4B) som ansluter till betongvägen vid norra änden. Vid jämförelsen bör man beakta de olikheter hos stenmaterial, stenfraktion och stenhalt som finns i betong- och asfaltbeläggningen. Durasplit och porfyr har olika microtextur, vilket kan påverka friktionen.
1,0
0,9 0,8 :3: A E .9310 0,7 g E 9404 351 \ 7 / ä 4- , , 2;: 0,6 å ä r II!! 9412 c å ä 1 .g 0 5 z å EI 9504 --E , ä ä 'ä , L: 0 4 / ää ä: 9511,1 1 5;; g 2 g_ 5* 919705
0,3
. nu. .. " . -on.5:uu " -:. . hu-. . . . . m -un n
02
0,1 III IIH Ill lll lII "NH III III III III III III IIH UII IIN III IIIIIN III III III IHI IHH III |H||I ||I ||||I II "11 111 111 111 11" Ill lll llm lll llI III lll lll lll lll llI III III IIHHIl III "NN HHH HIH HII III HH" N ,,_ V.;.;;.;, *1 Ö: 4: E. _C5_ _5_ CD U) U) (U (U (U L L. L 3 3 :3 O O D 7- 0] m (5 CD (5 5- +- ;-m 3 CDFigur 14 Uppmätt medelfriktion i höger hjulspår
0,0 As falt 4 A As fa lt 48
Av figur 14 framgår att efter fyra vintrar har betongsträckorna och asfalt-sträckan med stenmaterial av Durasplit ett friktionsvärde på drygt 0,7 medan asfaltbeläggningen med stenmaterial av porfyr har ett friktionsvärde av drygt 0,6.
Enligt VÄG-94 är kravet på friktion 0,5 vid barmarksförhållande vilket uppfylls av samtliga beläggningstyper.
3.7 Buller
Buller från motorfordon härrör dels från fordonens kraftpaket (motor, transmission mm) dels från kontakten mellan däck och vägbana. Bullret upplevs både inne i fordonet och vid sidan av vägen. I detta fall behandlas endast buller som uppkommer vid kontakten mellan däck och vägbana. Vid högre hastigheter dominerar denna typ av buller.
Mätningen av däck/vägbanebuller har gjorts med en rullande mättrailer vid olika hastigheter (50, 70 och 90 km/tim) och med 5 olika typer av personbilsdäck. I detta kapitel redovisas endast mätningar utförda vid 90 km/tim och i hjulspår. Tabell 1 Buller uttryckt i dB(A) vid mäthastighet 90 km/h.
Beläggningstyp/Älder Sommardäck Sommardäck Vinterdäck Vinterdäck Firestone Michelin odubbat dubbat
Gislaved Gislaved Betong 22 mm ny 99,4 99,0 100,0 103,9 Betong 22 mm 2 år 101,2 102,8 103,7 105,5 Betong 22 mm 4 år 101,2 103,9 106,7 ABS 16 mm (4A+4B) ny 99,8 100,2 99,9 103,4 ABS 16 mm (4A+4B) 2 år 98,0 100,2 100,9 103,9 ABS 16 mm 4 år 101,4 102,0 105,1
Av sammanställningen framgår att för sommardäck hade den frilagda betongbeläggningen något lägre buller än asfaltbeläggningen när beläggningarna VTI MEDDELANDE 835 23
var nya. Efter två års trafik var bullernivån högre på betongbeläggningen än på asfaltbeläggningen av ABS 16. Efter fyra års trafik hade de båda beläggnings-typerna ungefär samma bullernivå med sommardäck. Med odubbat vinterdäck och vinterdäck med dubbar var bullernivån högre på betongbeläggningen än på asfaltbeläggningen vid samtliga mättillfällen. Betongen hade i detta fall en större stenstorlek, 22 mm mot 16 mm för asfalten, vilket normalt ger en högre buller-nivå. På den senast utförda betongvägen, E6 Fastarp-Heberg, har stenstorleken minskats till 16 mm och 8 mm för att ge lägre bullernivå.
3.8 Strukturellt tillstånd
Uppföljningssträckorna har årligen inspekterats med avseende på sprickor och andra typer av skador. Vid inspektionen har inga sprickor observerats. De skador som dokumenterats är vissa mindre kantskador vid tvärgående fogar. Dessa skador observerades våren 1994 på delar av vägsträckan. Man var dock osäker på hur stor andel av skadorna som hade uppkommit under den första vintern och hur mycket skador som funnits vid trafiköppningen 1993. En särskild undersökning utfördes därför vintern 1995/1996. Undersökningen visade att de flesta kantskadorna hade uppkommit under de två första åren. Under vintern 1995/96 bildades endast ett fåtal nya kantskador i de undersökta fogarna. Omfattningen är fortfarande liten och skadeutvecklingen verkade ha avtagit.
4 Tillståndsutveckling för betongvägen på
anslut-ning till Arlanda flygplats
4.1 Trafik
Trafikmätningar har utförts av Vägverket. ÅDT mätning har utförts vid två tillfällen sedan betongvägen öppnades för trafik. Vid ÅDT-mätning 1994 uppgick ÄDT till 21220 fordon/dygn i båda riktningar och vid mätning 1996 uppgick ÅDT till 22970 fordon/dygn i båda riktningarna. Trafiken är ungefär lika i båda riktningarna och andelen tunga fordon är ca 8%.
Vägverket mäter sedan ett antal år ett årligt stickprov under en vecka i början av oktober för att få en indikation för trafikutvecklingen. Dessa mätningar av veckodygnstrafiken i oktober är inte säsongsjusterat till ÄDT. För jämförelse med ÄDT bör dessa mätningar justeras ner med ca 5-10%.
ÄR
Veckomedeldygn
ÄDT-mätning
i oktober (båda riktningar)
1990 25082 1991 24170 1992 24450 1993 22780 1994 23180 21220 1995 24100 1996 25000 22970 1997 26530
4.2 Jämnhet i Iängsled
Jämnheten i Iängsled har mätts med två olika typer av mätutrustning, CHLOE-mätare och Laser RST-bilen.
Med CHLOE-mätare mättes på fyra utvalda uppföljningssträckor, vardera 100 m långa (se kap. 2:2).
Vid mätning med CHLOE-mätaren anges jämnhetsvärdet i en skala 0-5, där 5 motsvarar mycket bra jämnhet och 0 mycket dålig jämnhet. Mätningen har utförts i höger hjulspår i högra körfältet (Kl).
5,0 III III III III III HII IiI n STR1 i lill STR2 E sms i I STR4 Asfalt jämf. str. i III IHI III III III se p 90 ma r 91 ok t 91 ma r-92 : , no v 92 ap r9 3 no v93 ap r-94 "H" , ok t 95 ma j 96 no v-96 ma r 97 no v97
Figur 15 Jämnhetsmäming på betongväg vid Arlanda (CHLOE)
Figur 15 visar att betongsträckorna hade högre jämnhetsvärde än asfaltsträckan under de tre första åren (1990-1993). Mätning våren 1994 visar att två av betong-sträckorna hade CHLOE-värden 3,5-4,0 medan en betongsträcka fortfarande hade CHLOE-värde 5,0. Asfaltsträckan hade CHLOE-värde 3,5. Hösten 1997 upp-mättes för samtliga betongsträckorna jämnhetsvärden 3,5-4,0. För asfaltsträckan uppmättes jämnhetsvärde 3,5. Betongsträckorna var således något jämnare än asfaltsträckan.
Ett annat mått på vägens jämnhet i längsled är IRI (International Roughness Index) som är ett internationellt ojämnhetsvärde för körkomforten. Fysikaliskt motsvarar IRI-värdet fjädringsarbetet för ett typfordon. IRI-värdet är variationen av fjädringsrörelsen per längdenhet väg och uttrycks i mm/m. [RI-skalan har vanligen intervallet 0-12 mm/m. Ett lågt IRI-värde eftersträvas.
* El Betong I Asfalt L L_ L L_ L- L L L L L g, 92 g, 9 g, a 8, .<2 3, 9 O 8 0 8 O 2 0 2 0 2 > > > > >
Figur 16 Jämnhetsmätning med mätbil (IRI).
Figur 16 visar att betongvägen vid samtliga mätningar uppvisar lägre IRI-värde än asfaltsträckan. Hösten 1995 uppmättes på betongbeläggningen IRI-värde 1,0 och på asfaltbeläggningen IRI-värde 1,5. Betongbeläggningen var således jämnare än asfaltbeläggningen.
4.3 Jämnhet i tvärled/spårbildning
I utvalda sektioner på uppföljningssträckorna har ytans tvärprofil registrerats med VTI:s PRIMAL utrustning. Mätningarna har utförts vår och höst i höger körfält (långsamfältet). Under vintern 1994-1995 utfördes inga mätningar. Från mätningarna utvärderas beläggningens totala spårdjup. Spårdjupet beräknas enligt VTI-metoden (se figur 11).
Sp år dj up m m N O El BETONG str 3 IASFALT 5,0 '1 i' i 4,0 5 i ' i 0,0 :222:: ?55 ;E LO I | I ' l ' o.)3:2' 0
Figur 17 Spårdjupsutveckling medelvärde höger+vänster spår (PRIMAL). [\ 0?> 0 c ma r 91 ok t 91 ma r 92 no v-92 . ap r 93 ok t 93 ap r9 4 ma j-96 no v 96
På grund av att delar av betongvägen har varit avstängd vid arbete med järnvägen till Arlanda, Arlandabanan, har två av uppföljningssträckorna ej trafikerats under ca 1,5 år. För att få en riktig jämförelse med asfaltsträckan har endast resultat redovisats för uppföljningssträcka 3 på betongvägen som ej har påverkats av järnvägsarbetet. Spårutvecklingen är likartad för betongsträckan och asfaltsträckan. Betongbeläggningen har dock hela tiden haft spårdjup som varit 1-2 mm mindre än asfaltbeläggningen. Hösten 1997 var spårdjupet på betong-sträckan 6-7 mm. På asfaltbetong-sträckan var motsvarande spårdjup ca 8 mm.
Spårdjup har också mätts med Laser RST. Laser RST-bilen är utrustad med 11 laserkameror som kontinuerligt läser av vägytans tvärprofil Över en bredd av 3,2 meter. Den uppmätta tvärprofilen är sammansatt av 11 mätpunkter som samman-binds med räta linjer. Spårdjupet har beräknats med trådprincipen (se figur 11).
10
EI Betong I Asfalt
'å
Sp âr dj up m m 0 v- N co v L:) 0) 0) q) 0) 0) 03 0- 0(D 0> 6' E 2 3 'o E E 0 0Figur 18 Spårdjupsutveckling mätbil (RST)
Figur 18 visar att för betongvägen har spårdjupet ökat från ca 2,0 mm 1990 till ca 6,0 mm 1995. Spårdjupsökningen har således varit mindre än 1,0 mm per år. Spårdjupet var ca 7 mm för asfaltsträckan hösten 1995.
Spårdjup som har mätts med Laser RST-bilen stämmer ej helt överens med spårdjup som har mätts med PRIMAL-utrustningen. Detta kan till stor del förklaras av att med PRIMAL-utrustningen mäts spårdjupet i ett antal utvalda tvärsektioner på uppföljningssträckorna medan Laser RST-bilen har mätt spårdjupet längs hela betongvägen. Dessutom har olika metoder använts vid utvärdering av spårdjupet. För PRIMAL-mätningen har spårdjupet beräknats enligt VTI-metoden (delad rätskiva) och för mätningen med Laser RST-bilen har spårdjupet beräknats enligt trådprincipen (se figur 11).
En annan orsak är att vid mätning med PRIMAL-utrustningen redovisas höger och vänster spår separat medan vid mätning med Laser RST-bilen redovisas största spårdjup i varje tvärprofil (vänster eller höger).
4.4 Avnötning
Avnötning från dubbdäck har mätts sedan vägen öppnades för trafik. Storleken på dubbslitaget beror till största delen på beläggningens slitstyrka och antalet dubbade fordonsöverfarter.
Avnötningen har mätts över körfältets hela bredd med den av VTI speciellt utvecklade laserprofilografen, se figur 19.
,. .. ' . i _ . ..
Figur 19 Mätning av dubbslitage med den av VTI utvecklade laserprofilografen. Beläggningens tvärprofil registreras höst och vår. Den uppmätta förändringen under vintern utgör slitaget på ytan. Vid mätningen ställs laserprofilografens ben i fixar som är förmonterade i beläggningen. Vid jämförelse mellan betong- och asfaltvägen bör man beakta att olika stenmaterial, stenfraktion och stenhalt har använts i betongbeläggningen och asfaltbeläggningen. I asfaltbeläggningen 28 VTI MEDDELANDE 835
användes porfyr och i betongbeläggningen hälleflinta X-lOO. Dessa stenmaterial har liknande slipvärde men olika kulkvarnsvärde. I betongbeläggningen användes något grövre stenmaterial, upp till 18 mm, men med en lägre stenhalt, ca 50%. Stenmaterialet och stenhalten har stor betydelse för beläggningens slitstyrka.
På grund av att delar av betongvägen har varit avstängd vid arbete med Arlandabanan har ej samtliga uppföljningssträckor kunnat mätas. För att få en riktig jämförelse med asfaltsträckan har endast resultatet redovisats för uppfölj-ningssträcka 3 på betongvägen som ej har påverkats av arbetet med Arlandabanan.
1 ,0
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Me de ls lita ge m m 0,3 0,2 0,1 0,0 .. .. . , , . 1990-91 1 991 -92 1 992-93 1993-94 1 994-95 1 995-96 1 996-97
Figur 20 Slitagemäming Arlanda
Av figur 20 framgår att båda beläggningarna är slitstarka och uppvisar ungefär samma medelslitage ca 0,20-0,25 mm. Uppmätt medelslitage i storleksordningen 0,20-O,25 är mycket bra för beläggningar med denna trafikmängd i Stockholms-området. Den betong som användes vid Arlanda är ej den mest slitstarka. Genom att använda slitstarkare ballast och högre stenhalt kan 2-3 gånger slitstarkare betong erhållas. För asfaltbeläggningen användes stenmaterial av porfyr vilken med avseende på nötningsmotstånd är bättre än X-lOO som användes i betongen.
4.5 Yttextur
Beläggningens makrotextur (medeltexturdjup) har mätts med VTI:s lasertextur-mätare typ TRRL Mini Texturemeter. Texturen har mätts på fyra uppföljnings-sträckor (samma platser som vid slitage och tvärprofilmätning) över en längd av ca 50 m på varje plats. Makrotexturen påverkar friktion och däck/vägbanebuller. För friktionen är också beläggningens mikrotextur viktig.
Texturmätning Arlanda höger hjulspår 1,4
1,2
ESTR 1 0,8 §25 IIIISTR 2 El STR 3 I STR4 asfaltO 6
Me de lt ext ur m m llllllll lllllIll llllllll llllllll llllllll llllllllllll
I I
okt-90 mar-91 okt-91 apr-92 nov-92 apr-93 okt-93 apr-94
Figur 22 Texturmätning Arlanda mätt med VTI:s lasertexturmätare typ TRRL Mini Texturemeter.
Medeltexturdjupet var från början betydligt större på asfaltsträckan än på betongbeläggningen. Med tiden har medeltexturdjupen närmat sig varandra för asfalt- och betongbeläggningarna. Vid mätning okt-90 på betongbeläggningen var ytan slipad vilket innebär att det på ytan var längsgående spår efter slipmaskinen. Dessa slets dock bort relativt fort och efter första vintern låg medeltexturdjupet på ca 0,4 på betongbeläggningen medan det uppmättes till ca 1,1 på asfaltsträckan. Medeltexturdjupet har med tiden ökat något på betongbeläggningen medan medeltexturdjupet på asfaltsträckan har minskat. Detta kan förklara att friktions-värdet för de båda beläggningstyperna har närmat sig varandra och i dag ligger på ungefär samma nivå.
4.6 Friktion
Friktion har mätts i vägens längdriktning med VTI:s Saab Friction Tester. Mätningen har utförts i höger körfälts högra hjulspår vid en hastighet av 70 km/tim på våt vägyta (mätmetod med 0,5 mm vattenfilm enligt VV metod-anvisning 104:1990). Som jämförelse har mätningar utförts på asfaltsträckan av ABS 16/B85, som ansluter till betongvägen vid södra änden. Vid jämförelsen bör man beakta att olika stenmaterial och stenfraktion har använts i betong- och asfaltbeläggningen. Dessa stenmaterial har olika microtextur, vilket kan påverka
19 97 -0 6-04 19 97 10 29 19 94 0424 1996 -1 1-28 -19 93 -0 5-04 19 93 -1 0-18 : CO 0 C.> v 1-0 'T 01 N O) O C) C) 1'- v-19 90 -1 0-24 1 991 04 03 19 91 -1 0-28
Figur 21 Friktionsmäming Arlanda
Mätningar från hösten 1997 visar att friktionen på betongvägen och asfaltsträckan är lika och ligger på ca 0,65. Skillnaderna mellan betong-beläggningen och asfaltbetong-beläggningen var större när vägen var nybyggd men har efter ett antal år utjämnats för att i dag ligga på ungefär samma nivå. Kravet på friktion är enligt VÄG-94 0,5 vid barmarksförhållande vilket uppfylls av båda beläggningstyperna.
4.7 Buller
Buller från motorfordon härrör dels från fordonens kraftpaket (motor, transmission mm) dels från kontakten mellan däck och vägbana. Bullret upplevs både inne i fordonet och vid sidan av vägen. I detta fall behandlas endast buller som uppkommer vid kontakten mellan däck och vägbana. Vid högre hastigheter dominerar denna typ av buller.
Mätningen av däck/vägbanebuller har gjorts med en rullande mättrailer vid olika hastigheter (50, 70 och 90 km/tim) och med 5 olika typer av personbilsdäck.
Bullermätning gjordes första gången 1990 då betongbeläggningen var ny. Därefter har mätningar gjorts 1991 och 1992.
Som jämförelse har en asfaltsträcka använts av ABS 16/B85. Denna är lagd i motstående körriktning (riktning mot Arlanda flygplats). Asfaltbeläggningen och betongvägen är utförda samma år (1990). Bullermätningen utfördes ej på nylagd asfaltbeläggning.
Bullermätningarna har tidigare redovisats 1993 i VTI-notat V233. Resultaten visade att med sommardäck var bullernivån 1,1-1,3 dB(A) högre på betong-beläggningen än på asfaltbetong-beläggningen. För vinterdäck var bullernivån 2-3 dB(A) högre för betongbeläggningen. Betongbeläggningen vid Arlanda har ej frilagd ballast i ytan vilket skulle sänka bullernivån, se bullermätning på E6 Falkenberg.
4.8 Strukturellt tillstånd
Uppföljningssträckorna har årligen inspekterats med avseende på sprickor och andra typer av skador. Vid inspektionen har inga sprickor observerats. De problem som förekommit 'ar att fogmassan hade dålig vidhäftning mot betongen varvid fogarna blev otäta. Efter tre år byttes fogmassan i samtliga fogar mot förtillverkade foglister av konstgummi, samma typ som används på betongv'agen Heberg-Långås vid Falkenberg. Dessa foglister har fungerat bra.
5
Slutsatser
Utvärderingen visar mycket bra resultat för betongbeläggningarna under de första fyra respektive sju åren under trafik. Båda betongvägarna är mycket jämna i längsled med uppmätta IRI-värden strax över 1,0. För angränsande asfalt-beläggningar uppmättes i båda fallen [RI-värden som var något högre än för betongbeläggningarna vilket visar att asfaltbeläggningarna hade sämre jämnhet.
Spårbildningen har varit mycket liten för båda betongvägarna. För Falkenbergsvägen har spårbildningen totalt varit ca 1,0 mm under de första fyra åren, dvs i genomsnitt endast ca 0,25 mm/år. För Arlandavägen har spårbildningen varit totalt ca 4,0 mm under de första sju åren, dvs ca 0,6 mm/år. Den obetydliga spårbildningen kan förklaras med att betongvägar är mycket slitstarka mot dubbslitage och inte deformeras av tung trafik vid varm väderlek. Den något större spårbildningen på Arlandavägen kan förklaras av trafik med större antal dubbade fordon i kombination med något sämre slitstyrka för betongen.
För betongen var den totala spårbildningen ungefär densamma som spår-bildningen p.g.a. avnötning. Detta är naturligt eftersom betong inte deformeras. I Falkenberg ökade spårdjupet för asfaltbeläggningen med 6-7 mm under de första fyra åren. Ungefär hälften av spårdjupsökningen inträffade under första sommaren. Hösten 1997 uppmättes spårdjup på 8-10 mm på asfaltbeläggningen. Motsvarande spårdjup var ca 3 mm för betongbeläggningen. Vid Arlanda upp-mättes hösten 1997 spårdjup på ca 8 mm på asfaltbeläggningen. Motsvarande spårdjup var ca 7 mm för betongbeläggningen. Asfalt- och betongbeläggningarna är mycket slitstarka och har ungefär samma nötningsmotstånd mot dubbdäck. Den stora skillnaden i spårbildning vid Falkenberg beror huvudsakligen på att deformationsspår har bildats i asfaltbeläggningen vid varm väderlek. En anledning till att små deformationer uppmätts för asfaltbeläggningen vid Arlanda är den låga andelen tung trafik.
Båda betongvägarna har uppvisat goda friktionsegenskaper. I Falkenberg uppmättes friktionsvärden på ca 0,9 när vägen var ny. Efter trafikering har friktionen minskat något. Våren 1997 uppmättes friktionen till ca 0,7. Liknande värden uppmättes på asfaltsträckan. På Arlandavägen har friktionen varit något lägre ca 0,65. Då vägen var ny hade asfaltbeläggningen något bättre friktion men hösten 1997 var friktionen ungefär lika på asfalt- och betongbeläggningarna. I
VÄG 94 är friktionskravet satt till minst 0,5.
För sommardäck hade den frilagda betongbeläggningen i Falkenberg något lägre bullernivå än asfaltbeläggningen när beläggningarna var nya. Efter fyra års trafik hade bullernivån ökat för båda beläggningarna. Ungefär samma bullernivå uppmättes då på asfalt- och betongbeläggning för sommardäck. Med odubbat vinterdäck och vinterdäck med dubb var bullernivån högre på betongbeläggningen än på asfaltbeläggningen. Betongen hade i detta fall en större stenstorlek vilket normalt ger en högre bullernivå. På den senast utförda betongvägen, E6 Fastarp-Heberg, har betongen proportionerats för att ge en lägre bullernivå.
Vid inspektion av betongvägarnas strukturella tillstånd har inga sprickor observerats. De skador som dokumenterats är vissa mindre kantskador vid tvärgående fogar på betongvägen på E6 vid Falkenberg. Omfattningen är fortfarande liten och skadeutvecklingen verkar ha avtagit.
Referenser
Hultqvist, B-Ã och Carlsson, B; Provväg av cementbetong vid Arlanda 1990 - Byggnadsrapport . VTI Meddelande 653, Linköping 1991.
Hultqvist, B-Å och Carlsson, B; Provväg av cementbetong vid Arlanda 1990 - Tillståndsuppföljning 1990-1993 . VTI Notat V233, Linköping 1993.
Petersson, Ö, Johansson, A, och Sundbom, S; Provväg av cementbetong vid Arlanda 1990 - Betongmaterial . CBI-rapport 4:91, Stockholm 1991. Petersson, Ö och Sundborn, S; Uppföljning av betongväg E4.65 vid Arlanda efter 3 år - Betongmaterial . CBI-uppdragsrapport 94010, Stockholm 1994.
Petersson, Ö och Sundbom, S; Uppföljning av betongvägen Heberg-Långås, byggnadsrapport 1993 - Betongmaterial och fogar . CBI-uppdragsrapport 94011, Stockholm 1994.
BYA-92 Remissutgåva, Vägverkets byggnadstekniska allmänna beskriv-ningar för Väg 1992, VV Publikation 1992:26-35.
VÄG 94, Allmän teknisk beskrivning för Vägkonstruktioner, VV Publi-kation 1994:21-30, Borlänge 1994.
Hultqvist, BÅ och Carlsson, B; Betongväg på E6 vid Falkenberg -Byggnadsrapport för delen Heberg-Långås 1993 . VTI Meddelande 758, Linköping 1995.
