Funktion hos dränerande lager i vägöverbyggnad : Försök på provbana vid Pennsylvania Transportation Institute åren 1982-1984

Avdelning:

V 53 Datum: 1987-11-24

Funktion hos dränerande lager i vägöverbyggnad

Försök på provbana vid Pennsylvania Transportation Institute åren 1982-1984

Peet Höbeda

V

Projektnummer: 4230609-2

Projektnamn: Bärlagergrus med låg finmaterialhalt

Uppdragsgivare: Vägverket

Distribution: fri / /

Statens väg- och trafikinstitut

Väg00/1 åraf,he

Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-1152 00. Telex 50125 VTISG! S

Institutet

Besök: OlausMagnusväg 37. Linköping

V7/notat

[U L. ) (J U ^:* <. . ( D vd 9. Innehållsförteckning. Sammanfattning. Inledning. Beskrivning av provbanan. Uppbyggnad av provstrâckorna. Unde*sökta material.

Permeabilitet hos pravmaterialen. Provstráokornas funktion under trafik. DlskUSSiün av resultat.

Referenser. Tabellbilaga. 10. Figurbilaga.

I _[m i

UEKTIDNEN HOS DRANERANDE LAGER l VAGOVERBYGGNAD.

"

I

J

*

I

iörsok på provbana vid Pennsylvania Transportation Institute åren 1982_1984.

Av Peet Höbeda

Statens Väg och Trafikinstitut 58101 Linköping

Sammanfattning.

En undersökning; utförd på provbana av funktionen hos dränerande lager i vagoverbyggnad, beskrivs. overbyggnaderna är svagt dimensionerade. Prov-strackorna lades i kurva med stort tvarfall."Smala makadamgraderingar med stort hälrum vällade,iüll skillnad från välgraderat material, byggnadstekniska problem och detta, särskilt på glatt geotextil av vävd typ. Där de dränerande materialen lades på en bädd av välgraderat material uppkom inte sådana

svårigheter.

Vid trafikering skadades först sådana provstrackor som hade redan i

byggnadsskedet de mest instabila materialen..Man byggde upp nya provstrackor, men denna gång med mer välgraderade materLaL som fortfarande hade tiülacklig permeabilitet och fortsatte körningen. Dessa sträckor lades dock geotextil av annan, ovävd typ. Man konstaterade spärbildning i undergrund och dranerings-lager, i det sista fallet delvis beroende på nedkrossning av stenar i det hal-rumsrika makadamlagret.

Skador av olika slag uppkom i asfaltlagren, både i form av sprickory plastisk deformation och stripping . Man framför hypotesen att fuktighet genom

ángdiffusion, pga temperaturgradienter förts till asfaltbärlagrets undre del från undergrunden och förorsakat stripping .<3eotextilen av ovavd typ antages ha sugit upp fuktighet från underlaget som en veke och darmed bidragit till fukttransporten.

Man

,

nbr

varnas dock fbr allmangiltiga slutsatser från den accelerade undersoknlngen försoksförhallandena varlt ganska speciella.

anser att ett valgraderat material med en maximal finmaterialhalt på 5 '/0 användas 3. lager med dranerande egenskaper i stallet for "smala", instabila makadamgraderingar med stort hálrum. Detta stabila material sägs fortfarande

UDDI.1.4. 1

På senare är har krav rests i flera länder med tjälproblem att förbättra vattengenomsl'appligheten hos bar- och förstärkningslagren (jfr VTI Meddelande 442 och 529). Täta, valgraderade material har Visserligen god stabilitet vid lag vattenkvot, men förlorar barigheten vid vattenmättning. Laboratorie- och f.: ltförsok har dock visat att hálrumrika, mindre vattenkansliga material

(makadam) med hög permeabilitet kan vara svåra att lägga ut och har dålig

stabilitet under trafik.

En omfattande aooelerad provning har gjorts vid Pennsylvania Transportation Institute (Anderson mfl 1984). Orsaken till undersökningen var att många vägskador i delstaten anses bero på anvandning av alltför tata överbyggnads-material med dålig vattensläpplighet. Resultaten är så intressanta och larorika samt i. linje med VTl:s projekt " Bär- och förstärkningslager" att ett samman-drag med diskussion ansetts motiverat. Klimatförhállandena i Pennsylvania ar inte heller helt orealistiska i sammanhanget, man har vanligen långa varma somrar och korta, men ofta kalla vintrar. De material som undersökts är dessutom graderingsmassigt ganska lika de mellan- och finfraktioner för BBo enligt BYA 84, som kommit att kritiseras på senare tid.

Målsättningen för undersökningen var i första hand att ta fram underlag for materialkoeffioienter för dimenionering av dränerande, öppna överbyggnadslager. Man säger att vaginventeringar visat att dranerande överbyggnader fungerat val i Pennsylvania. (Denna rapport har dock inte ännu erhållits). Man hänvisar också till resultaten från cykliska triaxialförsök, som antytt att .även öppna grade-ringar kan ha god stabilitet vid tillrackligt höga sidotryck. Sådana försök har exempelvis gjorts av Barker och Gunkel (1979), som påpekar att sådana material måste ligga på minst 150m djup under vagytan (jfr aven VTI Notat 36. Dessutom avsåg man att på provbanan studera bla nedbrytningen av stenmaterial under trafiklaster, draneringsegenskaperna hos materialen mm. Litteraturstudier och laboratorieforsök, speciellt permeabilitetsbestamningar, gjordes.

idigare har TabayJi och Barenberg (1975) samt Hoffman (1982) studerat dranerande lager Vld sammma institut.Ee forstnamnda har använt sig av en cirkular provvagsmaskin, medan den senare gjort försok i provvag med betongbelaggningar. I båda fallen har två procent varmasfalt verkblandats i draneringsmaterialet för att undvika dålig stabilitet under byggnadsskedet. Sådant asfaltstabiliserat dräneringsgrus har också studerats i provvag i

Kalifornien (Smith mfl 1970).

Provbanan byggdes i början av 70-talet som "satellitprovning" till AASHD-prov-vagen. Man redovisar nu den fjärde körningen (fbrsakscykeln). En kartskiss over anläggningen, som har formen av en enfilig slinga pa en engelsk mil, framgår av figur 1. Provbanan har främst anvants för framtagning av dimensionerings-kriterier för olika bverbyggnadskonstruktioner, bla med barlager utan bindemedel eller stabiliserade med asfalt,«cement eller flygaska-kalk (jfr Wang och

Kilareski 1978 axx wang och Larson 1978 samt Wang 1983). De vid den fjarde körningen provade överbyggnadskonstruktionerna redovisas också i figur 1. Förutom de dränerande lagren undersöktes också samtidigt fogproblem nun vrå betongvagar i vissa provstrackor (Kilareski mfl 1984). Dessutom studerade man egenskaperna hos kallätervunnen asfaltmassa i slitlager på andra provstrackor. Dessa provningar behandlas dock inte i sammanhanget och endast provstrackor

7-13 är således aktella.

Provslingan ar totalt en engelsk mil lång och trafikerades med en enda enkel-axlad, tung lastbil,ssom drog tre, likaledes enkelaxlade, belastade slapvagnar. Totalt hade man sju axlar och varierade belastningen på dessa, med undantag för framaxeln på lastbfhnr Hastigheten var 50 km/tim. Provstrackorna lades i en doserad kurva (tvarfall 6-10 %), tydligen for att för draneringsstudier oka den hydrauliska gradienten. Vid slutet av korningen hade totalt l,l miljoner 8 tons ekvivalenta axellaster anbringats pá provstrackornan Detta forsök sags motsvara ca 20 års trafik (Wang 1983).

Vid undersákningen studerades förstarkningslagermaterial ("subbase") i ett

100mm tjockt lager under ett 150mm tjockt, asfaltstabiliserat barlager och 30mm tjockt lager asfaltbetong (jfr figur 1). Något ostabiliserat bärlager finns inte men materialet kan också betecknas som ett undre barlager. På den leriga

undergrunden hade man antingen lagt en geotextil av vävd typ eller också ett lager; bestående av valgraderad bergkross, benämnd 2A (som också utgjorde referensmaterialet i"subbase ) av 76mnxtjocklek. På så satt fick man dock olika dimensioneringg eftersom bergkrossen till skillnad från geotextilen,udrrekt påverkar bärigheten i överbyggnaden.

Man kan notera att överbyggnaderna på geotextil totalt ar endast 290mnlijocka, en svag dimensionering på så dålig undergrund, bestående av sdltig lera

(kornfördelning i figur 2). Den hade enligt CBR-mätningar vid senare

uppgrävning värdet 2-3. Möjligen var avsikten att snabbare få fram resultat.

4. e t r' .

Enligt delstaten Pennsylvanias anvisningar används normalt valgraderad

bergkross (benämnd 2A i tabell i) som fbrstärkningslageru Finmaterialhalten får vara maximalt 10% <0,075mm och bergkrossen motsvarar därmed närmast svenskt barlagergrus av god kvalitet. Detta 2A material utgjorde referens Vld

undersokningen.

De provade dranerande materialen var av olika typer, varvid material 28 (jfr tabell 1) hade en mycket brant graderingn Variant ZB-ATPM var blandad i verk med 2 vikt-% varmasfalt. Material HP hade något brantare gradering och man säger att det var en kompromiss mellan 2A och 2B. Hoffman (1982) anger permeabilitetskoefficienten hos detta material till lO * till 10""5 cm/sek. Material DGS var valgraderad och fick innehålla upp till 5 v1kt-% finmaterial. Material OGSM var en likartadq av en firma levererad bergkross med något for

*3

nog halt finmaterial <0,075mnr Dessa två senare material fanns emellertni inte med i de ursprungliga provstrackorna, utan medtogs nar de skadade ombyggdes. Kornstorleksfdrdelningen hos provmaterialen framgår av figurer 3-6. Bergkrossen utgjordes av kalksten med Los Angelestal 23 och viktsförlusten Vid vittrings-forsdk <"soundness test ,<ivs saltsprängning) var 2,7 vikt-%. Kalkstenen var darmed av god kvalitet. ZMaterial OGSM verkade komma från en annan bergtakt

och beskrivs inte narmare.

Namnas kan att Hoffman< 1982) tidigare studerat materialen 2A, EB, HP och BB-åTPH,.men då som forstarkningslager i betongvag.

?id mätning av vattengenomslapplighet i laboratoriet packades proven lagervis l provbehállaren med 154mm diameter med hjälp av en vibrostamp. Graderingen for materialen enligt figurer 3-6 och resultaten av permeabilitetsmatningar av tabell 2. Asfaltstabilisering påverkade värdet föga för material 2B-ATPM. Man jämför vardena med nuvarande krav för dranerande lager. Enligt delstaten Pennsylvanias anvisningar ska således permeabiliteskoefficienten vara minst

Ch35 cm/sek,:medan den valkande draneringsauktoriteten Cedergren rekommenderar

335 cm/sek. Moulton (1980) har gett ett nomogram, som grundar sig på en statistisk undersokning av publicerade data för draneringsmaterial från olika forskningsprojekt (figurT). De för aktuella material erhållna vardena skiljer sig dock,:men nomogrammet ar framtaget för dräneringsmaterial med ganska "korta" graderingar.

Laboratorievardena anses dock inte helt tillförlitliga och senare gjordes darför också forsdk att mata permeabiliteten i fait. Utrustningen, utvecklad av FHWA, Visade sig dock inte fungera. Hoffman (1981) beskriver inledande forsok med denna.'Tayabji och Barenberg (1975) har tidigare gjort matningar av

vattengenomslapplighet i provvagsmaskin och konstaterat att permeabilitets-koeffiCienten hos asfaltstabiliserat draneringsgrus avtager vid trafikering.

En geotextil (av vavd typ) lades på undergrunden hos issa av provstrackorna fr figur 1). Tack vare bra vader var undergrunden fast och det gick att kora direkt på duken vid utlaggning av provmaterialen. Man fick gora så för att komma fram med provmatertakmn som lades ut med en liten makadamlaggare. De utlagda materialen 2B och HP var mycket instabila under asfaltlaggaren och lastbilar, sonxlumn med massa ,vallade spårbildning som fick Justeras. Detta skedde sarskilt dar geotextil lag underst; asfaltlagret gled tom 1

"nerfbrsbacke" mot provslingans mitt i doserade kurvor pga tvarfalhüa Vissa skador uppkom i det första asfaltlagret av arbetstrafiken. Dessa reparerades inma Utlaggningen av det andra asfaltlagret gick utan problem. I ogynnsammaste fall (material 2B pa geotextill blev dock asfaltlagret 30cm bredare an avsett beroende på materialglidningen. Några sådana problem konstaterades inte när valgraderat krossmaterial 2A ersatte geotextilen.

Hoffman (1982), som studerat sanuma typ av dranerande material i betongvag, sager dock att utläggning skett utan storre problem, men beskriver inte narmare

hur man förfarit.

Traiikeringen páborjades 15 november 1982, men några strackor blev ganska tidigt skadade och byggdes om med nya material i oktober 1983. Nya

provstrackor utfördes då enligt figur 7. Han började sedan med trafikeringen igen i november 1983 och försöket avslutades i augusti 1984. Det ackumulerade antalet axellaster áskádliggors i figur 8. Uppmatta PSI-varden före och efter ombyggnad framgår av figur 9 och 10. Resultat av barighetsmatningar redov1sas inte. Matningar med Benkelmanbalk och Road Rater (dynamisk metod) har dock ngTtS pä betongstraokorna, som studerats samtidigt vid samma korning.

(Kilareski mfl 1984). Mojligen fmok man.inte franiineningsfulla resultat på

aktuella provstraokor med asfaltoverbyggnad. Wang (1983) sager också att man anvander Sig av namnda utrustningar for matningar på provbanan.

ámed material 2B pá geotextil) skadades först av alla och undersoktes i februari 1983. Denna stracka hade också vallat de storsta byggnadstekniska svårigheterna ÄKrackeleringsskador uppkom ocksa först på ställen dar det första asfaltlagret redan skadats av arbetstrafik. Man anser att bidragande skadeorsaker ar a) glidningen av material i "nedforsbackeñ Vilket gjorde att overbyggnaden blev tunnare i ytter- an innerkurva, b) storre centriiugalkraft i kurvans ytter- an innerdel och c) av trafiken uppkomna

Urgravningen visade att vidhafningen mellan asfaltlagren var mycket dålig och man konstaterade också "stripping",:sarskilt pä stallen dar det fanns

krackeleringskador. Undergrundsmaterialet hade trangt upp i yttre hjulspár och man observerade att geotextilen inte fungerat val sonxxnaterialskiljande lager. Duken hade också skadats av nbtningspåkanningar (snarare än punktéring) vid utlaggning av makadam och under trafikeringu Finmaterial hade trangt upp genom porerna i duken, vars egenskaper redovisas. Prov; tagna strax ovan duken av genomtrangt jordmatertak visade att detta var mycket lerigt,:medan däremot undergrundsmaterialet strax under hade blivit sandigt.

ETtüileringar visade att spår uppkommit i undergrunden och spårens djup okade sedan allt mer i dränerings- resp. asfaltlagret. Spår i undergrunden kanhålla vatten och stalla till med problem.

Provstrackor 8, 10 och 11 trafikerades till oktober 1983, då spår och stark uppsprickning utvecklats. Man hade då fått 647000 ackumulerade 8-tons ekvivalenta axellaster. Nya provstrackor konstruerades, varvid också skadeundersokningar gjordes.

B konstaterade man att spårbildningen 1 vagytan inte fororsakats av deformationer i undergrunden, utan var lokaliserad till asfaltlagren och speciellt till ytterspar. Spåren hade huvudsaklrgen komnüt under den varma och fuktiga perioden april-augusti 1983. Vidhaitninen mellan asfaltlagren var dålig och flackVis "stripping konstaterades l

asfalt-stabiliserat gFUSn Vidare hade deformationer uppkomnüt i asfaltbundet

draneringsmaterial 2B*ATPM. Vatten hade blivit stående i lágpunkter utan att ledas bortw men detta hade inte samband med skadorna som fanns i ytterspár. Asfalten hade "strippavk Vägrenar och diken hade tydligen fått en täckning med alltför tatt material som förhindrade draneringen av överbyggnaden.

F r r vrt ^ 10 fann man vid urgravning att spårbildningen berodde på nedkrossning av stenar i draneringslagret (28). Speciellt sten av lO-Qömnx storlek verkade ha nedbrutits (figur 11). Man kan dock förmoda att finare partiklar vandrat nedåt i det hálrumsrika lagret och darmed inte kommit med 1 provet. Lnga spår fanns i underliggande, valgraderat 2A-meterial <filterlager> eller i undergrundn Man fann också att daneringsmaterialet blivit för tunt och varierande, nämligen 50nun i ytterkurva och QOnnn i innerkurva. Det valgraderade materialet hade fungerat val som filterlager.

Brogstragka_ll_lág på geotextil och dráneringsmaterialet HP hade i yttre hjulspár blivit förorenat av undergrundsmaterial,:som trängt upp genom geotextilen, ända till 50m höjd i yttre bjulspár. Nedbrytning av sten i

dräneringslagret konstaterades, men det verkade också som graderingen kommit att variera mycket. Man fann också viss spårbildning i undergrunden hos provstracka ll. Den mesta spårbildningen ansågs ha agt rum under sommaren

(högst nedsattning av PSI-varde skedde då).

ovriga ursprungliga provstrackor fungerade val, nr 12 och 13 tom anmärkningsvärt val, också i jämförelse med tidigare erfarenheter från provbanan med.andra stabiliserade overbyggnadskonstuktioneru Gemensamt for provstrackorna, som tält trafiken val, ar att dessa inte ligger på glatt

geotextil utan på valgraderad bergkross 2A Vidare ar de byggda i rakstrackor och inte i tvara kurvor samt ligger darmed inte i lutning.

Vid ombyggnaden av skadade strackor 8-11 använde man sig av nya,inte normerade materuih benamnda OGS och OGSM (tabell 1) som ar ganska valgraderade i jamforelse med de tidigare.

Man anvande sig också av en ny,iültliknandeg ovavd geotextil som var mindre glatt och mer tojhar an den tidigare. Avsikten var att stenarna inte skulle glida pá duken som tidigare utan få battre förankringu Denna typ av geotextil har aven större permeabilitet i själva duken i lateral led än den föregaende. :nga byggnadstekniska svårigheter konstaterades med dessa nya material,annat

an (I)n viss tendens till separation av bergkrossenq vilket delvis kan bero pa

att en liten laggare hade använts.

har korningen pa provbanan helt avslutats, fanns ingen större uppsprickning l provstrackor 8-11 daremot förekom sparbdldningu sarskilt i yttre hjulspáru Den var i medeltal 61mm i stracka 10 och 11 samt hela 117mm.i sträcka Su Hårfmna sprickor observerades dock i provstracka 8 och 9. Stenarna i draneringslagret verkade inte ha nedbrutits av trafiken. Geotextilen var oskadad och hade denna gång fungerat materialskiljande» Duken var dock genomhdot, trots att det inte regnat på länge. Undergrundsjordarten hade aven förhöjd vattenkvot strax under

duken.

De asfaltbundna lagren var också mycket fuktiga på undersidan Vidhaftningen mellan lagren var dålig och stripping kunde konstateras. Man framfor

hypotesen att geotextilen kunnat suga upp vatten från undergrunden som en svamp och bidragit till hög fuktighet i asfaltlagrena Vatten frán undergrunden ansågs sedan ha anrikats genom fukttransport i ångfas, förorsakad av termisk gradient (jfr mom.8).

Man framför tanken att dräneringslagret lämpligen kan placeras ovanpå ett stabiliserat, icke vattenslappligt lager för att undvika sådana fuktproblem. Ett högt liggande dränerande lager anses vara till särskild nytta i tjallossningen.

Resultaten måste tolkas med forsiktighet eftersom vagoverbyggnaderna varit svagt dimensionerade med tanke på undergrund och trafikbelastning. Kalksten kan

dessutom inte anses vara ett lampligt material for oppna, dranerande over-byggnadslager, men annat stenmaterial fanns sannolikt inte att tillgå pa nara hálL Dessutom lag provstrackorna i kurva med stort tvarfall,vilket beframgat materialglidning på geotextil.

De mycket negativa erfarenheterna av geotextil får inte heller tagas for allmangiltiga, den svaga dimensioneringen med ett tunt lager av dranerande material var sannolikt ofördelaktig aven i detta sanumanhangu Stenarna, lagda 1 ett tunt lager, glider på geotextil av glatt typ och friktionskrafterna gar forlorade. Där man ersatt duken med valgraderat bergkross fick man battre resultat,:men ökade samtidigt på overbyggnadstjockleken med ?ömnr Intressantar att aven Tayabji och Barenberg (1975) vid tidigare forsbk 1 provvägsmaskin funnit att asfaltbundet dräneringslager fungerat samst på geotextil och bast pá kalkstabiliserad lera. Tydligen erholl man ett strukturellt tillskott i det senare fallet. Påpekas bör dock att konstruktionen inte utsatts för tjäle och kalkstabiliserad lera kan vara starkt tjallyftande.

Av avgörande betydelse är också att vattenförhállandena tydligen kommit att variera och vissa delar av provstrackorna verkar tom ha hamnat i "vattenbad". Det påpekas att vid användning av dranerande lager måste man också se till att

avleda vattnet val.

Det har varit svårt att få fnam materialkoefficienter för dimensionering. PSI-vardena för sträckor 7, 12, LS och 15 har fortfarande ett ratlinjigt förlopp

(figur 9 och 10) och det är i dessa fall svårt att extrapolera fram den ekvi-valenta axellast som ger "brott".

Han anser dock att från strukturell synpunkt är material OGS eller OGSM likvardiga med normerat, valgraderat material 2A Granskurvorna kan behova

pp ompletteras med ojamnkornighetstal el dyl for att sakerstalla en Jamn

gradering. Vidare anser man att materialen mer an val uppfyller kravet for dranerande lager i Pennsylvania <>C535 cm/sek) och detta aven efter fullgod packning. Cedergrens strängare kriterium verkar orealistisk.43raderingar 2B och

_.

anses onodigt vattengenomslappliga och deras dåliga stabilitet ar en stor nackdel. Asfaltstabilisering (gradering 'BB-ATPM) ansågs inte innebara någon

storre fördel.

Cykliska triaxiali'brsok, utforda vid relativt ho'ga, konstanta sidotryck, kan tydligen ge missvisande indikationer angående lämplighet ,jfr Barber och Gunkels

(1979) positiva bedömning. Man avråder från användning av alltför öppna

material av typ 2B och HP beroende på dåliga utlaggningsegenskaper och risk for nedbrytning, utan rekommenderar istallet ett mer valgraderat material av typ DGS med en maximal finmaterialhalt ((0,075mm) på 5% som en kompromiss mellan stabilitets- och dråneringskrav. Graderingen stammer också val overens med Kerrs (1985) rekommendation för ett tillräckligt permeabelt b'arlagergrus. Man

har kommit fram till denna efter studier av problem i British Coulombia, Kanada

(Jfr också VTI Meddelande 529). En egen reflektion ar att barlager av denna typ bo'r utföras av bergkross för battre utlaggningsegenskaper och stabilitet under trafik. Verkblandning är också bnskvård för att minska på separationen.

I'

ai- ganska likartad gradering, dock något brantare, har tagits fram i delstaten

5.

..

. ew Jersey (Mottola 1984) och jåmfors med DGS-materialet i figur 12.

Frågan är dock om ett material, som ligger nåra den ovre granskurvan, verkligen har så god vattengenomslapplighet att det kan kallas "dranerande". Enligt

Str-ohm mil (1976) kan således ett barlagergrus med 5 vikt- 7, finmaterial vara så gott som vattenogenomslåppligt vid god packning. Faktorer som små

skillnader i gradering, kornform mm kan vara av betydelse. Permeabilitets-mätningar, gjorda på ett riktigt satt, verkar vara nödvandiga vid sådana material, nåra den ovre grånskurvan för OGS.

Olika skador upptradde i asfaltlagren. Man fick spår, sprickor och "stripping", sarskilt i asialtstabiliserat barlager och ofta nar sprickor redan uppkommit .l slitlagret. Problem med "stripping" har också ibland konstaterats i svenska BBo-vagar Wiman 1981). Draneringslagret, stabiliserat med låg asialthalt, nade också "strippat". Samma erfarenhet ggordes av Tayabji och Barenberg (1975) vid

f _ DP* I

iersok i provvagsm skin, varvid asfaltbundet draneringsmaterial sonderfallit. Man anser att dessa problem kraver narmare studier."8trippingen" anses annars inte vara ett stort problem i Pennsylvania.

En intressant iakttagelse var förekomst av hög fukthalt i det undre asfaltlagret och man sparar ett samband med den blota geotextilen (i detta fall av ovavd tvn: som sugit upp vatten som en veke från undergrunden. Man anser att

fuktighet kunnat transporteras till asfaltlagret genom angdiffusion beroende på nagliga och mer långvariga temperaturgradienter. Avståndet från duken har dock varit litet eftersom det ostabiliserade lagret bara var 76mn1tjookt.

Lroney och Coleman (1947) menar att höga fuktkvoter, som i vissa fall

konstaterats i vagoverbyggnader i lander med torrt klimat kan förklaras med denna prooessg aven benamnd bydrogenesn Laboratorieförsbk gjordes med

undergrundsjordarter ooh.man menar att processen aven kan tänkas öka vattenkvoten i engelska vagar under vissa bestämda förhållanden.

Sådan vattenanrikning beskrivs också av McLeod (1970) och Rodriques (1974), som båda propagerar för tata asfaltoverbyggnader av helbituminos typ. Man har namligen funnit att vattenkvoten kan vara mindre under en helbituminos an konventionell dverbyggnad med obundna lageru Orsaken anses vara att

iluktuerande temperaturer drar in fuktighet i porerna hos ostabiliserat material och att denna sedan kondenseras och anrikas som fritt vatten i undergrunden strax under dverbyggnaden.

Eaudkivi och Nguyen (1976) har studerat "hydrogenes" i barlagergrus genom laboratorieforsok..De relativt milda klimatförhällandena på Nya Zealand

(Dfterliknades samt gradering och packning varierades. Man fann att

fukttransporten var mycket liten Vid vattenmattnadsgrader mindre an 20%.43m denna akades till 60-70% avstannade processen beroende på att fritt vatten

gen_-.ø av forsoksvarden var dook stor och man Iann

tannte till porerna. Spridnin

f.

..ngen inverkan av gradering eller packning. Vid en temperaurgradient pa

darrar att hydrogenesen ar av underordnad betydelse i forhállande till den vatteniniiltation i dverbyggnaden som kan ske i vertikal eller lateral led. PÅpekas bör dock att hog vattenkvot i ett tatt barlager kan innebära att aven en mycket ringa forhbjning av vattenmätnadsgraden kan ge instabilimüx Readshaw

(1967) har således funnit att en 035%-ig ökning ar tillracklig i tjällossningen. Bottomley ooh Raudkivi (1978) har senare utfört cykliska vaxlingar av

temperaturgradienten, Man fann dock att vattenkvoten i barlagergrus inte okade med mer än 1%. Några andra intressanta effekter konstaterades, nämligen att om ett finkornigt lager låg strax under asfaltbelaggningen så sog detta åt sig vatten från lagret under och vattenmattades, även om vattenkvoten i det

underliggande, mer permeabla materialet var låg. Man pekar därför på faranav nedbrytning av barlagergruset under beläggningen. En annan upptäckt var att om det bildats en hålighet under asfaltbelaggningen, beroende på dålig vidhaftning till underlaget, kunde vatten kondenseras i tomrumnmm och vattenanrikning ske.

REFERENSER

Anderson, D.A., Shamon, M.E. 4th cycle of pavement research at the Pennsylvania Transportation Research Facility, vol 5, Opengraded per-meable subbase at the pavement durability research facility. Federal

Highway Administration, Report No FHWA/PA-84-027.

Borker, W.R., Gunkel, R.C. Structural evaluation of open-graded bases for highway pavements. WES (?). Miscalleanneous Paper-GL-79-18, 1979.

Bottomley, CLJ., Randkivi, AJ. Moisture movement in basecourses by

temperature gradients. BC/l7l. University of Auckland, Report 188,

1978.

°

Croney, D., Coleman, J.D. Moisture movements in road subgrades

associated with fluctuations of the pavement temperature. Road

Reseach Laboratory, Research Note No RN/842/DC. JDC, 1947.

Hoffman, G.L. In-situ permeability of bases (FPTD). Commonwealth of Pennsylvania. Department of Transportation, Office for Research and Special Studies. Research Project 80-11, 1981.

Hoffman, G.L. Subbase permeability and pavement performance. Trans-portation Research Record 849, 1982.

Höbeda, P. Bärlagergrus - en inventering av erfarenheter. VTI

Medde-lande 442, 1986.

Höbeda, P. Erfarenheter av makadamlager för vägkonstruktioner -resultat av enlitteraturstudie och förslag till ny

bergbitumenkonstruk-tion. VTI Meddelande 529, 1987.

Höbeda, P. Egenskaper hos bärlagergrus och makadam enligt

laborato-rieprovningar - en litteraturstudie. VTI Notat V 36, 1987.

structures. Geotechnical News, June. Sept. 1985.

Kilareski, WP., Ozbeki, M.A., Anderson, D.A. 4th cycle of pavement research at the Pennsylvania Transportation Research Facility, vol 4, Rigid pavement joint evaluation and full depth patch design. Federal

Highway Administration, Report No FHWA/PA-84-026.

McLeod, N.W. Diskussionsinlägg. Australian Road Research Board,

Proc, vol 5, part 4, 1970 s. 180-182.

Mottola, V. Design and implementation of internal roadway drainage. Conf. Cruched Stone for Road and Street Construction, National Crushed Stone Association, 1984.

Moulton, L.K. Highway subdrainage design. Report No FHWA-TS-80-224. Federal Highway Administration, 1980.

Raudkivi, AJ., Nguyen Van U'n. Soil moisture movement by

temperatu-re gradient. Journ. Geotechn. Eng. Div. GT12, dec. 1976.

Readshaw, E.E. Some notes on base course stability. Canadian Good Roads Association. Proc. 1967.

Rodriquez, F.A. Soaked pavements. Reasons för Eo_t using unbound

aggregates as pavement courses. Proc. Conf. Utilization of graded aggregate base materials in flexible pavements, Oak Brooks, 1974. Smith, T., Forsyth, R., Gray, W. Performance of asphalt-treated drainage-blanket in a flexible pavement section. Highway Research Record 310, 1970.

Strohm, W.E., Nettles, E.H., Calhoun, C.C. Study of drainage

characte-ristics of base course materials. Highway Research Record nr 203, 1967.

Tayabji, S.D., Barenberg, EJ. Evaluation of pavement drainage systems made of open-graded bituminous aggregate mixtures. Transportation

Research Record 532, 1975.

Wang, M.C., Larson, T.D. Evaluation of structural coefficients of stabilized baseocourse materials. Transportation Research Record 725,

1978.

Wang, M.C., Kilareski, W.P.Behaviour and performance of aggregate

-cement pavements. Transportation Research Record 725, 1978a.

Wang, M.C., Kilareski, W.P. Field performance of aggregate lime

-pozzolan base material. Transportation Research Record 725, i978b.

Wang, M.C. Performance analysis for flexible pavements with stabilized

base. Transportation Research Record 888, 1983.

Wiman, L. Skador på väg E4 vid Linköping. Utredning av orsaker till beiäggningsskador på, väg E4 vid Linköping. (Linköpingsarbetena, etapp 3, Rappestad - Tift, VTI Meddelande 306, 1981.

Tabell 1 Gränskurvor för provade material.

Percent Passing

Sieve No. 2A ZB-ATPM HP OGS OGSM*

Z-in 100 -- 100 100 --1 --1/2---1n -- 100 75-100 -- 100 1-in -- 90-100 -- -- 89 3/4-in 52-100 -- 45-85 52-100 82 1/2-1n -- 25-60 -- -- 69 3/8-1n 36-70 -- 20-60 36-65 47 No. 4 24-50 0-10 0-35 8-40 27 No. 8 -- 0-5 -- -- 19 No. 10 -- 0-15 -- --No. 16 10-30 -- 0-12 11 No. 20 -- 0 -- --No. 30 -- 0-8 No. 200 0-10 0-5

'TabeLlZ Resultat av permeabilitetsmätningar.

Fine As-p1aced Coarse

Densitg Ka Densit Ka Densit Ka

Materia] 1b/ft ft/day Ib/ft ft/day 1b/ft ft/day

24b

143 0 impervious

133.7

1,200

132 6

2,600

136.5

170

128.4

1,000

130.5

3,200

129.5

600

112.5

6,400

112.6

27,000 *

116.1

2,300

108.4

9,800

109 4

14,300

106 0

5,200

28 117 0 29,000 115.6 44,000 113 0 > 105

116.0

32,000

112.8

34,000

110 3

36,000

100.9 105 101.7 > 105 99.8 > 105

100 2

105

9827

> 105

93.7

> 105

HP

123.8

4,700

122.4

11,000

117 4

59,000

121.8

3,000

120 8

23,000

113.0

38,000

101.6 26,000 107 0 22,000 100.5 > 105

99.8

5,000

102 4

13,000

100.0

72,000

065

127 6

1,800

117.8

10,000

118 4

36,000

121.0

3,000

116.2

13,000

117.0

20,000

108 5 11,000 101 1 13,000 110.2 > 105 101 2 14,000 97.3 45,000 101.2 > 105

OGSM

--

--

131.4

1,300

--

----

--

122.4

5,900

--

--0-

--

110 0

24,000

--

----

-_

105.8

24,000

--

--ATPM

119 0

26,000

116.5

24,000

112 0

63,000

112 4

39,000

112 0

39,000

101 6 *

83,000

95.6

61,000

96.4

62,000

--

a b

The permeabi1ity va1ues shown are the average of seven measurements.

The gradation of the 2A aggregate as-p1aced at the Research Faci1ity

was not avaitab1e when the permeabi11ty test1ng was initiated.

Therefore, an intermed1ate gradation between the specificat10n 11mits was setected for the permeab111ty anatyses.

290m

l Pavemem Durabllity Research Facillty 2 Skid Resustance Research Facility

3 Pavement Rouqnness Research Facilify La' 4 Vehicie and Equnpmam Storage Building \ . 5 Service Area

\ \_.5 5 Entrance Road ,m 16+|5_mer:

.\_|

[3

[2

; | "9 \- 71355 s: 53 :5 ;S7 1 \ .I 5 52 54 136 158 1 7 .: . gg 35 4% så så { (4%): -Ö oo 00 00 00 00 00 706:»

?<2

29 ?2

:i

22:'

:9

?<2

°

?8 En?) 88 8:3 2% :mo

r

e .

9

_49..._L.

ID-Z 10-2 ID-g lD-Z l.5

8080

8080

BCBC

BCBC '

6"

1 H ATPM ATPM 28 28 4 and.: _*-____.._-___--_= H 2A FABRIC FABRIC 2A 3 I I I2 lö w _l IQ°2 10-; lD-Z 1.5' ,1

3080

8080

BCBC

6"

HP

HP

28

4"

FABRIC 2A 2A 3"

Figurl Översikt av provbanan och ursprungliga provsträckar (jfr

GRÅUN SUZE IN MULUMETERS

__u Original Subgrade _ Boil Material 5. I 9 U 3 ). D 5 E IL 5.. 2 m ?å x: 10 20 10 '00 ?'00

U 5. ST IN INCNES U. STANDARD NUMBERS HYDROMETER COBBLES SlLT Lab Group Na Tuna Don of Tullnq Kornstorleksfördelning för undergrundsmaterial. Figur 2

'

80-TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

lN

G

IOO

90

1

40«

30-20*

2A-F' 2A-M 2A-C

CU

93 42 IS

cZ

2.7 5.3 |.9

2A, Fine-'Graded

»-2A, As-Placed

/ >

2A , Course- Graded

200 #IÖO #55 #50

#1'6

#é

#å

UGS. STANDARD SIEVE SIZES

Figur 3 Kornstorleksfördelning för referensmaterial 2A.

I I I I I

TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

lN

G

IOO

90« CU

80-1

ZB-F 28-A 28-0

2.6

2.7

2.I

0.7

|.0

I.3

28, Fine-Graded 28, As- Placed 28, Course-Graded Figur 4 O F I 1_ T

#200

#100

#50

#30

#123

#23

#24

u.s. STANDARD SIEVE SIZES

Kornstorleksfördelning för material 28 och 28-ATPM.

1 II ' Il

TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

IN

G

IOO

90-804

40-

30-20-«

HP-F HP-A HP-C

4.0

0.8

6.3

l.|

3.7

1.3

HP, Fine-Groded--â HP; ÄS°p|008d

//

H P, Coorse-Groded Figur 5 0 I T T U

#200

#100

#50 #30

#16

#é

#2;

3;; 0"

0.3. STANDARD SiEVE snzr-:s

Kornstorleksfördelning för HP-material. T T 1 3/4" 'll

TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

IN

G

lOO

OGS-F OGS-A OGS-C OGSM

90* cU

no

4.3

4.4 :3.3

(3

|.2

1.3

0.6

2.8

80a

2

068, Fine-Groded--9-70-4

60-50«

40*

_OGSM

_*

30«

20«

053: ÅS

-

om

-

_{065, Coarse-Graded}

|O<

_,.

-O 1 l l T r I I I I T I I I

#200

#100

#50

#30

#Iö

#8

#4

3/ V" 3/4" I" Wá'

Figur 6

U.S. STANDARD SIEVE SIZES

Pa co -P er ce nt P a s s m g N o 2 0 0 Si eve 6 2142005 (Dao)'°47e( n Vs"654 k = _{( pzoopøsr (ff /day)}

-

. -

7a

n - Porosuty - (I - 62.46) G= Specific Gravity A (Assumed = 2.70) z: TO.005^ :, «0.0| E 8 S 80 3 OT 90 ._ --0.05 ;g ;00 v d-OEIO ö IIO ?5, lä_ : //ø' I20 ... __ 0 50 '5 / / |3O m m m m m ----= _0 J __;_ ___ ö- __- _. .__å/ / O

5«-

»4.0

'40 >.

[07° .g 5

*50

g

'

50-1» -..Ido ;Ju-75 Exomple >3

'O

F,200: 2%

-40.0 6 0,0 g mm

ya = I I? Ib /cu ft Re0d=

k = 65 ft /dcy

Figur 7 Nomogram, framtaget av Moulton ( t (3 Ö ) för

per-meabilitetsbestämning.

\

I .L _l_ i i_ <3 0 o 0 U -b 00

i o

1 I d-IO" -10'2 1

--10'3

Lao*

k -Coef fi ci ent of Perm ea bi lity (ft/ da y)

O 200 feet ---+ 00 E?)_{0 g 0}ON _O ;__L_.+__L__§_ *5 :2 mg: mo? 'å .. á_

I Pavement Durabnity Research Faculty 2 Skid Resistance Research Facility 3 Pavement Rouqhness Research Facility 4 Vehicie and Equipment Storage Building 5 Service Area 6 Entrance Road ik /-3 [2 W I I 01 s. 153 Tse J 157 J 52 [34 LSS LSS 1 §i* ' 25? 35 4å så 50 00 0 00 00 00 +9 9? T? :i 9? :9

?8

aa

3

28

:s

2%

8

L ,,

9

i

:0-2

Åre

10-2

LS"

8050

6"

3080

s

.J

1 ..

Ab.

OGSM 6 oss 5 FABRIC FAamc

.o J.,

_{n i..}

[0-2

Ära

10-2

Lö

BCBC

6"

scsc

\6"

oss

3"

_{/ u}

. le 6 2A _åFSV

CU

MU

LA

TI

VE

na

KI

P

EA

L,

|0

°

I

I,000,000 Sections 12-2l 900,000 7

Traffic started Nov. IS, l982

BOO'OOOM Traffic stopped Aug. 9, l984 ?00,000-600,000 500,000. *_Sections 8-ll Reconstructed 400,000 Sections l2|_ -300,000 200,000« |00,0005 Ä Sections 8-! I Om I I I T T' I I I I 1

0

50

|00 150

200 250 300 350 400 450 500 550 600 550

NUMBER OF DAYS SINCE START OF TRAFFIC

Figur9 Ackumulerade 8-t0ns ekvivalenta axellaster på

lN DE X PR ES EN T SE RVIC EA BI LI TY Figur 10 0 I I I I I I I 0.7 0.8 0.9 x 105 I I 0.5 0.6 |8 KIP EAL I 0.! 0.2 003 0.4

Utveckling av PSI-värden för ursprungliga provsträckor under trafik.

135

0 E 3 E (I U] 9> 0:* U (D F. 2u.: U) UJ 0: 0.. |_ ° 0 I T I I 1 1 I I I I I O.I 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 LO

IB KIP EAL

><|06

Figur 11 Utvecklingen av PSI-värden för ombyggda provsträckor

TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

IN

G

ICO I I I I _ I I 1 I T I ...I

90«

M Q3_

---|WP

--- AS PLACED

70-«

_I/

/

60-

_l

/ /

50-«

_I//

,x

40- /

30-

_/

ZOQ _/ IO- _,//

#200 #IOO #50 #30 #40

#å_ #2:

3)" Ö" 32," I" :92'

UOS. STANDARD SIEVE SIZES

Kornstorleksfördelning för material 2B före och efter trafik.

TO

TA

L

PE

RC

EN

T

PA

SS

IN

G

IOO

90-"

8G

70-

60-50

40-30*

2%

PaDOT, oss

NJDOT, NSOG _.

T'\

0

# 200

Figur 13

#3'0 He

#'8

#43

3/'8" '22" 3),; i" "Ja"

U.S. STANDARD SIEVE SlZES

Jämförelse av gränskurvor för material OGS med den för NSOG, utvecklad av New Jerseys vägmyndighet.