Betongvägars friktionsegenskaper

S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T

S T O C K H O L M

R A P P O R T 39

BETONGVÄGARS

FRIKTIONSEGENSKAPER

F r i c t i o n a l Properties o f Concrete Roads

A V

G. K U L L B E R G O CH E. O H L S S O N

I N N E H Å L L

Treatment of Primary Material

Resultat ... 1 1 Results Diskussion av resultaten ... 20 Discussion of Results Sammanfattning ... 29 Summary

Bilaga: Sammansättning, utförande m m av undersökta asfalt- och betong­ beläggningar ... 31

A ppendix: Composition, Construction etc of Tested Asphalt- and Concrete Pavements

BETONGVÄGARS FRIKTIONS EGENSKAPER

Inledning

S t åT E N S V Ä G I N S TI T U T har under ett flertal år utfört friktionsundersök-

ningar på vägbanor av skilda slag. Undersökningarnas syfte har varit att be­ stämma friktionskoefficienten mellan ett för bilbruk avsett luftgummihjul och vägbanan ifråga. Det har vid dessa mätningar kunnat konstateras, att vissa betongvägbanor uppvisar mindre goda friktionsegenskaper än andra. Så­ lunda har i ett antal fall på våt betongvägbana vid en hastighet av 80 km/h och med låst hjul uppmätts friktionskoefficienter av storleksordningen 0,2. Det har vid mätningarna inte med säkerhet fastlagts, om de låga friktionsvärdena berott på speciella omständigheter som t ex en lokal nedsmutsning av vägbanan.

Då en friktionskoefficient av 0,2 är i närheten av vad man finner vid vinter­ väglag på osandad vägbana, har institutet ansett det ur trafiksäkerhetssynpunkt angeläget med en utredning av vilka faktorer som påverkar en betongvägbanas friktionsegenskaper. Väginstitutet erhöll också den 20 december 1958 Kungl. väg- och vattenbyggnadsstyrelsens uppdrag att verkställa sådana undersök­ ningar.

Undersökningarna har upplagts vid väginstitutet, i viss utsträckning i samråd med väg- och vattenbyggnadsstyrelsen och Svenska Cementföreningen.

Undersökningarna har utförts av institutets maskintekniska avdelning under ledning av avdelningschefen G Kullberg. Den experimentella undersökningen och försöksresultatens bearbetning har ägt rum under ledning av förste forsk­ ningsingenjören E Ohlsson med biträde främst av ingenjörerna R Svensson, H Beidestam, A Ågren samt teknikern S Klaesson. Den statistiska bearbetningen av försöksmaterialet har utförts av förste forskningsingenjören B Kolsrud. Vid valet av lämpliga försökssträckor och vid insamlandet av erforderliga belägg- ningsuppgifter har väginstitutets beläggningsavdelning biträtt samt hjälp läm­ nats av berörda vägförvaltningar.

Undersökningarnas uppläggning

Avsikten med undersökningarna var att genom ett systematiskt studium av betongvägars friktionsegenskaper få en uppfattning om hur vägbanans ålder, trafikbelastning, sammansättning m m påverkar friktionskoefficienten.

Med stöd av den inventering av landets betongvägar, som utfördes i samband med utarbetandet av institutets rapport 33, Ytskador på svenska betongvägar

19 5 5 — *957, upprättades en betongvägsförteckning innefattande bl a uppgifter

på ålder och trafikmängd för de bokförda vägarna. Förteckningen komplette­ rades att omfatta uppgifter från de senaste trafikräkningarna samt de betong­ vägar, som tillkommit sedan inventeringen utfördes.

U r förteckningen valdes ett antal betongvägar för friktionsundersökning. Valet skedde så att såväl äldre som nyare beläggningar med stor och liten trafik­ mängd blev representerade men för övrigt helt slumpmässigt.

Under maj 1959 inspekterades de utvalda vägarna, varvid samtidigt närmare fastställdes på vilka delsträckor friktionsmätning sedermera skulle utföras. Med hänsyn till att försöken skulle kunna utföras vid en högsta hastighet av 80 km/h, kunde delsträckorna inte förläggas helt slumpmässigt. A v samma skäl måste några av de utvalda vägarna helt kasseras. A v följande uppställning fram­ går geografiskt läge m m för de 32 betongsträckor, som slutgiltigt kunde anvisas för friktionsundersökning.

s v

beteckn Län

Väg nr

Orter eller annan lägesbeteckning Beläggn

år

B 8 B 275 Norrtäljevägen vid Hägernäs ... 1957

D 2 D 1 Ekeby—Berga Tuna ... _1936—37 E i E 1 Norrköping—Källsten ... _{1932— 33} E 6 E 1 Linköping—Hagalund ... 1951

E 8 E 1 Hagalund—Linghem ... 1952

E 9 E 1 överby—Törnevalla ... 1953

H i H 4 Norra infarten till K a lm a r... 1932

l 4 L 2 Margretetorp—Ängelholm ... 1932

E 5 L 73 Vinnö—Färlöv ... 1932

L i i L 4 Jarls Fure—Hammar ... 1939

L 13 L 73 Ringelikors—Karpalund ... 1939

L 15 L 2 Motorvägen vid Ängelholm ... .. ₁₉₅₉

M 1 M 4 Gustavsfält—Hurva ... 1929 M 2 M 30 Vellinge—St. Hammar ... 1929—30 M 6 M 4 Gårdstånga—Gustavsfält ... 1935—36 M 8 M 33 Anderslöv—önnarp ... 1936 M 9 M 33 Skivarp—östra Vemmenhög ... ... 1936 M 10 M 2 Åkeshög—Skegrie ... ₁₉₃₉ M 1 1 M 4 H urva—Rolsberga ... 1950— 52 M 12 M ₄ Malmö—Lund ... _{1952— 54} M 14 M 4 Fogdarp—Rolsberga ... 1953 N 2 N 2 Vallberga—Smedjebron ... 1933 N 5 N 2 Kistinge—St. Fladje ... 1935— 38 N 8 N 2 Slöinge—Heberg ... 1951 N 9 N 2 Halmstad—Kvibille ... 1952 N i o N 2 Getinge—Slöinge ... 1952 N 1 1 N 2 Kvibille—Getinge ... 1953 N 12 N 2 Förbifart, Kvibille ... 1956 T 1 T 226 Örebro—St. Mellösa II ... 1936 T 3 N 226 Örebro—St. Mellösa I ... 1939 T 7 T 9 Nyhyttan—ö . Via ... ... 1951 ¥ 1 W 10 Falun—Borlänge ... ... 1950 Tabell 1

Det stod från början klart, att asfaltbeläggningar borde studeras jämsides med betongbeläggningarna för att erhålla jämförelsematerial. Vid inspektionen i maj 1959 utsågs därför också ett antal försökssträckor på asfaltbelagda vägar. A v ­ sikten var att välja asfaltsträckor med i stort sett samma trafikflöde som betong- sträckorna. Detta var endast delvis möjligt, enär asfaltsträckorna för att be­ gränsa försökens utsträckning i tiden måste förläggas i nära anslutning till betongsträckorna. Uppgifter om asfaltbeläggningarnas sammansättning och framställningssätt har insamlats. A v följande uppställning framgår geografiskt läge m m för de 21 asfaltsträckor, som friktionsundersökts.

Tabell 2 SV

beteckn

Län Väg

nr

Orter eller annan lägesbeteckning Beläggn

typ Beläggnår

B 8 A B Norrtäljevägen vid Hägernäs ... ... MAb 40 1958

D i A D 1 Ekeby—Berga Tuna ... 1956 E 1 A E 1 Norrköping—Källsten ... ... MBM + maskin­ av jämn T957 E 9 A E 1 Gistad ... försegling 1956

H 1 A H 4 Norra infarten till K a lm a r ... 195 4

L 4 A L 79 R v 2—Barkåkra ... ... Ab 1 957

L 11 A L 4 Jarls Fure—Hammar ... I 9 5 3

L 13 A L 61 Ringelikors—önnestad ... 1956

L 15 A L ₄₇ Norr om korsningen med rv 2 ... 1956

M 8 A M 33 Anderslöv—önnarp ... ... MAb 60 1958 M 10 A M 2 Åkeshög—Skegrie ... ₁₉₅₇ M 11 A M 4 H urva—Rolsberga ... ... MBM 15 1958 M 14 A M 4 Fogdarp—Rolsberga ... ... MAb 60 1953 N 1 A N 2 Fladje—Genevad ... ₁₉₅₉ N 8 A N 610 Eftra—Skällentorp ... 1958 N 9 A N 2 Halmstad—Kvibille ... 40 1956 N 10 A N 2 Getinge— Slöinge ... 1958 N 11 A N 2 Kvibille— Getinge ... 1953 N 12 A N 634 Kvibille—rv 2 ... 1953 T / A T 6 Ulriksberg ... ... LA ₁₉₅₉ W 1 A W IO Falun—Borlänge ... ... LAM + Uy 1959

En fullständigare förteckning med uppgifter beträffande sammansättning, trafikmängd m m för de undersökta betong- och asfaltvägarna finns i bilaga. Sträckornas geografiska läge framgår av kartskissen fig. 1.

BORLÄNGE ST O C K H O L M Ö R E B R O . N Y K Ö P IN G E1 E 1 A I -N O R R K Ö P I-N G F A L K E N B E R G . N 1 2 C ^ H A L M S T A D N 5 k \ N 1 A I • LA H O L M L 4 A .. ^ 'C/LA A N G E L H O L M > 5 \ L 1 5 A1 L 1 3 A N { L 1 3 _ K R IS T IA N S T A D L 11 L 11 a ' ,M14A J 14 / S Ö L V E S B O R G l^ L U N D NI 1 2 / * Fig. i. Försökssträckarnas geografiska läge.

Fig. i. Sketch-map showing position of the test sections.

M A L M Ö '

I samband med upprättandet av sammanställningarna över uppgifter om betong- och asfaltbeläggningarnas sammansättning m m utfördes en indelning av sträckorna i grupper.

Betongsträckorna indelades i fem olika grupper enligt följande grunder: 1. Beläggning före 1940.

Gjutbetong. Cementhalt 325— 350 kg/m3, ingen luftinblandning, ingen longi­ tudinell finisher, avdragen med borste ibland också med rem, vattenhärdad. 2. Beläggning före 1940.

Vibrobetong. Cementhalt omkring 275 kg/m3, tunn konstruktion, i övrigt som 1.

3. Beläggning efter 1940.

Vibrobetong. Cementhalt 300— 325 kg/m3, låg lufthalt, ca 3 % , longitudinell finisher, avdragning med borste eller säckväv longitudinellt, vattenhärdning och membranhärdning.

4. Beläggning efter 1940.

Vibrobetong. Cementhalt 325— 350 kg/m3, hög lufthalt, ca 5 % , longitudinell finisher, handarbete efter avdragning med borste, membranhärdning. 5. Beläggning efter 1940.

Gjutbetong. Cementhalt ca 325 kg/m3, både med låg lufthalt och utan luft, ingen longitudinell finisher, handarbete, avdragen med borste, vattenhärdad. Med stöd av uppgifterna om i beläggningarna ingående stenmaterial och bin­ demedel indelades asfaltsträckorna i åtta olika grupper enligt följande:

1. Tät, mycket slät yta.

2. Tät, relativt homogen och slät yta. 3. Tät, något skrovlig yta.

4. Relativt öppen småskrovlig yta. 5. öppen småskrovlig yta.

6. öppen yta med makadam till 12 mm.

7. öppen yta med makadam till 16 mm.

Självfallet innebär de ovan beskrivna gruppindelningarna en stark förenkling och de ha ägt rum i medvetenhet om att en vägbanas friktionsegenskaper på­ verkas av många andra faktorer.

Ett preliminärt program för undersökningarna förelåg i juni 1959 och mät­ ningarna igångsattes i början av augusti 1959.

Mätutrustning

Samtliga friktionsmätningar utfördes med institutets bromsvagn 1. Beskriv­ ningar av denna bromsvagn återfinns i Nordiska Vägtekniska Förbundets Hand­ lingar, nr 5, sid. 179 — 182, samt i väginstitutets rapport nr 36, »Undersök­ ning av vinterdäck och slirskydd ur friktionssynpunkt», sid. 6— 8. Vid mät­ ningarna användes provhjul utrustade med ribbmönstrade standarddäck av dimensionen 5.90— 15 med inre lufttryck 1,5 atö. Hjulbelastningen var vid samtliga mätningar 370 kp.

Undersökningarnas utförande

Vid samtliga mätningar bevattnades asfalt- och betongsträckorna i prov­ hjulets mätspår medelst bromsvagnens eget bevattningsaggregat.

På 14 betongsträckor och 10 asfaltsträckor utfördes friktionsmätningar vid hastigheterna 20, 40, 60 och 80 km/h. För att undersökningarna skulle kunna genomföras på rimlig tid . utfördes mätningar på de återstående 18 betong­ sträckorna och 1 1 asfaltsträckorna endast vid 40 och 80 km/h.

För att kunna bedöma osäkerheten i resultatet från mätningarna på den en­ skilda sträckan utfördes 10 dubbelprov på betong och 6 på asfalt i samband med de övriga mätningarna.

Provhjulet har vid friktionsmätningarna bromsats med såväl 17 % slip som 10 0 % slip (låst hjul). Vid 1 7 — 2 0 % slip erhålls på beläggningar som regel friktionskoefficientens maximalvärde.

Huvuddelen av de experimentella undersökningarna utfördes tiden augusti— oktober 1939.

Försöksmaterialets bearbetning

Primärmaterialet från friktionsmätningarna underkastades en första bearbet­ ning, varvid friktionskoefficienten för de olika asfalt- och betongsträckorna framräknades och tabellerades.

Enär mätningar utförts vid flera olika hastigheter på varje försökssträcka, blev tabellen över samtliga vid försöken erhållna friktionskoefficienter svår­ överskådlig och kunde i befintlig form inte läggas till grund för en allmän friktionsjämförelse mellan sträckorna.

A v denna anledning upprättades diagram över friktionskoefficienten som funktion av hastigheten för de sträckor där försök utförts vid fullständig hastig- hetsserie 20, 40, 60 och 80 km/h.

För att vidare på ett enkelt sätt direkt siffermässigt kunna jämföra försöks- sträckorna och samtidigt utnyttja hela försöksmaterialet framräknades med stöd av diagrammen en medelfriktionskoefficient gällande vid teoretiskt bästa in­ bromsning av ett fordon från 90 km/h till stillastående. Förfarandet medför att varje försökssträckas friktionsegenskaper representeras av endast två vär­ den, en medelfriktionskoefficient vid 17 % slip (jurm) och en vid 100 % slip Det måste framhållas att nämnda medelfriktionskoefficient endast gäller un­ der de givna förutsättningarna och sålunda inte utgör ett allmängiltigt mått på en vägbanas friktionsegenskaper. Givetvis är en jämförelse mellan medelfrik- tionskoefficienterna för vilket annat hastighetsintervall som helst lika berätti­ gad. Andra synpunkter än enbart bromsning kan också komma i fråga vid en friktionsjämförelse såsom t ex sladdningsrisken. Denna har inte behandlats i föreliggande rapport.

I princip tillgick beräkningen av medelfriktionskoefficienten så att funktionen — = /(V), där ju är friktionskoefficient och V hastighet, integrerades medelst

/i

trapetsmetoden. Det fel som uppstår med denna approximationsmetod gentemot ytberäkning genom noggrann planimetrering studerades och befanns mindre än 1 % . Detta fel påverkar för övrigt inte nämnvärt den inbördes relationen mel­ lan medelfriktionskoefficienterna för olika försökssträckor.

Som tidigare nämnts undersöktes omkring hälften av försökssträckorna endast vid 40 och 80 km/h. Försöksmaterialet vid fullständig hastighetsserie 20, 40, 6o och 80 km/h underkastades därför en analys för att utröna vilken normalstruk­ tur funktionen u = (P (V ) kunde tänkas ha. Med avseende på den i det föregå­ ende nämnda medelfriktionskoefficienten visade det sig härvid, att friktions­ koefficienten såsom funktion av hastigheten väl kunde återges av en rät linje genom punkterna jli vid 40 km/h och /a vid 80 km/h. överensstämmelsen blev dock mindre god vid 100 % slip än vid 17 % slip.

Med stöd av detta resultat kompletterades friktionsvärdena från de 29 för­ sökssträckor där mätningar utförts endast vid 40 och 80 km/h, och medelfrik- tionskoefficienter beräknades även för dessa sträckor.

Resultat

Följande tabeller 3 och 4 återger resultatet av samtliga friktionsmätningar vid denna undersökning. De tidigare nämnda dubbelproven redovisas i detta sam­ manhang endast såsom medelvärden. I kolumn 6 och 1 1 redovisas medelfrik­ tionskoefficienterna vid inbromsning från 90 km/h till stillastående med rul­ lande resp låsta hjul (jurm och

Tabell betongsträckor

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

Sträcka a :ör 17 % slip vid hast km/h u för 100 % slip vid hast km/h

20 40 60 80 9 0 - 0 20 | 40 I 60 80 90—0

B 8 _0,79 0,76 0,72 0,68 0,72 0,56 0,48 _o,43 0,41 0,44

D 2 _o,73 0,72 0,70 0,64 0,68 _{o,53 o,44} 0,40 0,38 0,41

E 1 0,76 0,71 0,69 0,67 0,69 0,62 0,52 o,44 o,43 o,47

E 6 0,71 0,68 0,70 0,51 0,38 0,44

E 8 0,72 0,61 0,67 o,47 0,36 0,41

E 9 0,78 0,71 o,75 0,52 o,39 o,45

H 1 0,67 0,62 0,58 _o,57 o,59 0,46 0,42 0,38 o,33 o,37

l4 o,77 o,73 0,68 0,63 0,68 o,55 0,46 0,41 0,38 0,42

L 5 0,72 0,71 0,72 0,48 0,36 0,41

L 11 0,76 0,70 0,66 0,63 0,66 0,52 o,44 0,40 0,36 0,40

L 13 0,78 0,68 _{o,73 o,53 o,49} 0,51

L 15 _o,97 0,92 0,88 0,85 o,88 _o,77 0,66 0,58 o,54 o,59

M 1 _{o,79 o,73} 0,76 _{o,53 o,47} 0,5°

M 2 0,76 0,68 0,72 o,55 0,48 0,52

M 6 _o,74 0,68 _0,71 0,51 0,41 0,46

M 8 0,71 0,69 0,71 o,49 o,39 o,44

m9 o,79 0,63 0,70 o,47 0,42 o,45

M 10 _{o,79 o,79} 0.76 0,71 o,75 0,58 0,52 0,48 o,47 0,49

M 11 0,82 o,86 0,82 0,76 0,80 0,63 0,56 _o,49 o,44 o,49

M 12 0,83 0,8 1 _o,77 0,71 0,76 0,63 o,54 o,49 o,45 o,49

M 14 0,87 0,85 0,86 0,64

N 2 _o,77 0,72 o,75 0,50 0,40 o,44

N ; o,73 0,68 0,71 o,45 o,39 0,42

N 8 0,76 o,74 o,73 o,73 o,74 0,63 o,55 0,48 o,43 0,48

N 9 o,77 0,76 _o,74 0,7° o,73 o,59 o,53 0,48 o,44 0,48

N 10 0,72 0,70 0,71 o,53 0,46 0,50

N 11 o,74 o,68 0,71 o,53 0,43 0,48

N 12 0,76 0,78 _o,75 0,70 _o,74 c,60 _o,54 0,50 0,46 0,50

T i _o,79 0,72 0,76 0,51 o,43 o,47

t 3 0,80 0,71 0,76 0,50 0,38 o,43

t7 o,77 0,72 0,68 0,64 c,68 _{o,55 o,49} o,42 o,35 0,41

W I a 1 _o,77 0,72 o,74 o,49 o,39 j 0,44

W 1 b I 0,76 0,71 _{o,74 o,53} 0,40 0,46

Ett studium av tabell 3 och 4 ger vid handen att det för såväl asfalt som betong råder en god överensstämmelse mellan friktionskoefficienten vid 60 km/h och den framräknade medelfriktionskoefficienten från 90 till o km/h. Detta förhållande har inte närmare undersökts och några förhastade slutsatser bör inte dras.

För såväl betong- som asfaltsträckor har medeltal och spridningsmått för medelfriktionskoefficienten beräknats. Resultatet framgår av följande uppställ­ ning, tabell 5.

Tabell 4, asfaltsträckor

I ₃ 4 5 1 6 I 7 1 8 I 9 10 1

-Sträcka för 17 % slip vid hast km/h u för 100 % slip vid hast km/h

20 40 60 80 9 0 - 0 20 40 | 60 80 0ON 1 0

B 8 A 0,78 0,72 _o,75 0,56 0,46 0,51

D i A 0,78 _{o,79 o,77 o,75 o,77} 0,65 o,59 o,54 0,5° 0,54

E r A _{°>77 o,75} 0,72 0,70 0,72 0,66 _{o,59 o,53 o,47} 0,53

E 9 A 0,72 0,71 0,72 _o,57 0,50 o,54 H 1 A 0,69 0,64 0,62 0,61 0,63 0,50 o,45 0,41 0,38 0,41 L 4 A 0,85 0,87 0,87 0,85 0,86 0,78 _0,71 0,63 0,56 0,63 L 11 A 0,6 5 0,63 0,60 o,57 0,60 _o,45 0,40 0,38 0,36 0,38 L 13 A o,75 0,66 0,71 0,50 _o,44 0,46 L 15 A 0,69 0,61 0,65 0,51 0,42 _0.47 M 8 A 0,90 0,86 0,87 0,69 0,58 0,63

M 10 A 0,81 o,79 0,76 _{0,71 o,75} 0,67 0,58 _{o,54 °,5 2 o,55}

M 11 A 0,84 0,87 0,86 0,82 0,84 0,76 0,65 0,56 _{o,5 3} 0 00

M 14 A 0,81 0,78 0,80 0,61

N 1 A 0,78 _{o,75 o,77} 0,51 _o,44 0,48

N 8 A 0,85 o,86 0,84 0,80 0,83 _o,77 0,67 _o,57 0,5° o,57

N 9 A 0,85 0,84 0,82 0 00 0,81 _{° ,72} 0,66 0,61 0,58 0,61

N 10 A 0,62 _o,57 0,60 _o,49 o,44 o,47

N 1 1 A _0,71 0,65 0,69 _{o,54 o,47} 0,51

N 12 A 0,80 0,81 0,81 0,66 o,59 0,63

T / A o,95 0,92 0,86 0,90 0,81 0,64 o,54 o,49 0,56

W r A _{o,79 o,75} o,77 0,60 _o,55 0,58

Tabell 5

1 2 3 4 1 5

Betong Asfalt

17 % slip 10 0 % slip 1 7 % slip 10 0 °/o slip

Antal enskilda v ä rd e n ... ₃2 3i 21 20

Medelfriktionskoefficient

medeltal 4- medelfel... 0 ,7 3 Jl° ,o i 0,46 4:o,oi 0,764:0,02 0 ,5 3 +.0,0 2

Standardavvikelse i enskilda

värden (” spridning” ) ... 0,05 0,04 0,09 0 ,0 7

I diagrammen, fig. 2 till fig. 13, har friktionskoefficienten representerats som funktion av hastigheten för de olika sträckorna. Betongsträckorna har vid den grafiska representationen, fig. 2— 13, sammanförts till sex olika grupper med byggnadsåren 1929— 1933, 19 35“ I 937? 1 93%— 1 9}9> 1 9 4 9 ~ 1 9 5 1 952~ 1 954 och 1955 — 1959. Varje grupp motsvaras av ett diagram. Asfaltsträckorna har likaledes uppdelats i sex olika grupper, men på sådant sätt att de asfaltsträckor, vilka valts som referenssträckor för sträckorna i en viss betonggrupp enligt ovanstående, sammanförts i samma diagram.

H A S T IG H E T km /h

Fig. 2. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för betongsträckor med byggnadsår 1929—33.

F R IK T IO N S K O E F F IC IE N T H A S T IG H E T km /h

Fig. 3. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för asfaltsträckor undersökta i samband med betongsträc­ korna enligt fig. 2.

Fig. 4. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för betongstiäckor med byggnadsår 1935—37.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

H A S T IG H E T km /h

Fig. 5. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för asfaltsträckor undersökta i samband med betongsträc­ korna enligt fig. 4.

H A S T IG H E T km /h

Fig. 6. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för betongsträckor med byggnadsår 1938— 39.

F R IK T IO N S K O E F F IC IE N T H A S T IG H E T km /h

Fig. 7. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för asfaltsträckor undersökta i samband med betong­ sträckorna enligt fig. 6.

f e 1,0 UJ E „ oo 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 H A S T IG H E T km /h

Fig. 8. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för betongsträckor med byggnadsår 1949— 51.

F R IK T IO N S K O E F F IC IE N T

Fig. 9. Samband mellan friktionskoefficient och hastighet för asfaltsträckor undersökta i samband med betong­ sträckorna enligt fig. 8.

£

Eu

^

Fig. io. Samband mellan friktionskoefficient och hastig­ het för betongsträckor med byggnadsår 1952— 54.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

H A S T IG H E T k m /h Fig. 1 1 . Samband mellan friktionskoefficient och hastig­ het för asfaltsträckor undersökta i samband med betong­ sträckorna enligt fig. 10.

Fig. i2. Samband mellan friktionskoefficient och hastig­ het för betongsträckor med byggnadsår 1955— 59.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

H A S T IG H E T km /h

Fig. 13. Samband mellan friktionskoefficient och hastig­ het för asfaltsträckor undersökta i samband med betong­ sträckorna enligt fig. 12.

Diskussion av resultaten

I resultattabellerna 3 och 4 har utförda dubbelprov endast återgetts som medelvärden. A v intresse är dessutom friktionskoefficientens variation vid upp­ repade mätningar på samma sträcka (»försöksfelet»).

I tabell 6 och 7 återfinns medelfriktionskoefficienterna vid dubbelproven på betong- och asfaltsträckor.

Tabell 6, betongsträckor

I 2 _{3 4 5} 6 ₇

Medelfriktionskoefficient Medelfriktionskoefficient

Sträcka vid 17 % slip vid ico % slip

prov 1 prov 2 diff prov 1 prov 2 diff

B 8 0,71 _o,73 —0,02 _{o,43 o,45} — 0,02

L 11 0,68 0,64 0,04 _o,39 0,40 —0,01

M 1 _{o,77 o,75} 0,02 0,50 ° , 5° 0

M 6 _o,73 0,69 0,04 0,46 _o,45 0,01

M 8 0,71 0,70 0,01 _{o,44 o,44} 0

N 2 0,76 o,73 0,03 o,45 o,43 0,02

N 9 0,72 o,73 — 0,01 o,49 o,47 0,02

N 1 1 0,71 0,71 0 0,41 o,44 —0,03 N 12 _{°,73 o,74} —0,01 0,51 o,49 0,02 t 7 0,66 0,69 —0,03 ° , 4° 0,42 —0,02 Tabell y, asfaltsträckor I 2 3 4 5 6 7 Medelfriktionskoefficient Medelfriktionskoefficient

Sträcka vid 17 % slip vid 100 % slip

prov 1 prov 2 diff prov 1 prov 2 diff

B 8 A 0,69 0,67 0,02 o,47 o,47 0 L i i A 0,62 _o,57 0,05 _o,37 0,38 —0,01 M 8 A 0,87 0,87 0 0,62 0,64 —0,02 N 9 A _o,79 0,82 —0,03 0,61 0,61 0 N 11 A 0,67 0,70 — 0,03 0,50 0,51 —0,01 t7a 0,89 0,91 — 0,02 I 0,55 0,5 6 —0,01

Ur tabellerna har »försöksfelet» beräknats på statistisk väg. I nedanstående uppställning, tabell 8, har »försöksfelet» samt förhållandet mellan spridningen i hypotetisk medelfriktionskoefficient (utan »försöksfel») och spridningen i vid försöken erhållen medelfriktionskoefficient sammanförts för betong- och asfalt- sträckorna.

Tabell 8

I _{! *} 3 4 5

Betong Asfalt

17 % slip | 100 % slip 17% slip 100 % slip

Antal dubbelprov... ... 10 10

.

6 6

” Försöksfel” ... o,oi 7 0,012 0,021 0,008

Spridning i hypotetisk medelfriktionskoeff

Spridning i medelfriktionskoeff o,9 5 0,9 6 o,97 o,99

Tabell 8 visar att »försöksfelet» rör sig om i å 2 enheter i andra decimalen. Vidare framgår att om något »försöksfel» inte funnits så hade spridningen i de värden, som erhållits på skilda sträckor, reducerats obetydligt: på betong­ sträckor till 95 resp 96 °/o vid rullande resp låst hjul och på asfaltsträckor till 97 resp 99 % av de värden, som givits i tabell 5.

Beräkningen är som synes baserad på relativt få stickprovsvärden, men ger klart besked om att »försöksfelets» inverkan på sträckornas inbördes friktions- variation är av ringa storleksordning.

Betongsträckorna uppvisar relativt höga friktionskoefficienter, medeltalet är vid 17 % slip 0,73 och vid 100 % slip 0,46. Värdena sprider ganska litet, standardavvikelsen är vid 1 7 % slip 0,05 och vid 10 0 % slip 0,04. Den ringa spridningen framgår också av fig. 14 och 15. Eventuella faktorer, som påverkar friktionskoefficienten har med andra ord förorsakat endast små variationer. Försöksmaterialet är i detta avseende av ringa omfattning, men synes dock an­ tyda att nya betongvägar har mycket god friktion. Efter en förhållandevis kort tid under trafik erhålles emellertid ett lägre, tämligen oföränderligt värde på friktionskoefficienten. Vidare visar undersökningen att låga friktionskoefficien­ ter, vilka antytts i inledningen, är en sällsynt företeelse och sannolikt beroende på lokala, yttre faktorer såsom försmutsning eller liknande.

Undersökningen avsåg inte att vara en fullständig studie av asfaltvägar ur friktionssynpunkt, utan asfaltsträckorna skulle endast utgöra ett lämpligt jäm­ förelsematerial. Asfaltsträckorna uppvisar i genomsnitt högre friktionskoeffici­ enter än betongsträckorna. Sålunda är för asfaltsträckorna medeltalet för frik- tionskoefficienterna vid 1 7 % slip 0,76 och vid 100 % slip 0,53. Skillnaden i medelvärde mellan asfalt- och betongsträckor vid 1 7 % slip (0,03) är dock ej sig­ nifikant1 medan skillnaden vid 100 % slip (0,07) är klart signifikant (P < 0,01). A v intresse är vidare att friktionskoefficienternas spridning vid såväl 17 som 10 0 % slip är signifikant större för asfalt- än för betongsträckor ( ^ < 0 ,0 5 ) . Vid 17 % slip var sålunda standardavvikelsen för asfaltsträckorna 0,09 och för betongsträckorna 0,05. Vid 100 % slip var motsvarande standardavvikelser 0,07

1 Alla signifikansberäkningar har givetvis utförts på grundval av noggrannare angivna värden än i uppställningarna på sid. 12 m fl.

F R I K T IO N S K O E F F I C I E N T VID 17 % S L IP

Fig. 14. Samband mellan friktionskoefficient vid 17 och 100 °/o slip för betongsträckor.

Fig. 14. Coefficient of friction at iy and ico per cent slip for concrete sections.

och 0,04. Med hänsyn till de väsentliga olikheter som kan föreligga i skilda asfaltbeläggningars ytstruktur är emellertid detta förhållande inte anmärknings­ värt.

A v fig. 14 och fig. 15 framgår att ett väl struktuerat samband mellan frik- tionskoefficienterna vid 17 och 10 0 % slip föreligger för såväl betong- som asfaltsträckor med den reservationen att endast två extrema värden föreligger för betong. Såsom punkterna i diagrammen antyder kan räta linjer i stort sett uttrycka sambanden inom de föreliggande variationsområdena.

En regressionsberäkning under antagande av rätlinjigt samband mellan frik- tionskoefficienten vid 10 0 % slip och friktionskoefficienten vid 1 7 % slip ger följande ekvationer:

Betongsträckor ugm = — 0,048 + 0,700 /urm

F R I K T IO N S K O E F F I C I E N T VID 17 % S L IP

Fig. 15. Samband mellan friktionskoefficient vid 17 och 100 °/o slip för asfaltsträckor.

Fig. 15. Coefficient of friction at 17 and 100 per cent slip for asphalt- sections.

jurm är friktionskoefficienten vid 17 % slip och ugm är friktionskoefficienten

vid 100 % slip. firm har valts som oberoende variabel enär skillnaden mellan asfalt- och betongsträckor vid 17 % slip inte var signifikant. Det bör här på­ pekas att andra samband erhålls om ugm väljs som oberoende variabel.

Differensen mellan ekvationernas konstanta termer är starkt signifikant (P <C o5o o i). Detta har innebörden att om en asfalt- och en betongsträcka har samma friktionskoefficient vid 17 % slip så har asfaltsträckan i allmänhet högre friktionskoefficient vid 100 % slip än betongsträckan.

A v figur 14 och 15 framgår vidare såsom tidigare antytts, friktionsvärdenas homogena karaktär för betongsträckorna jämfört med asfaltsträckorna.

Försöksmaterialet har även underkastats en analys med avseende på de i andra avsnittet, undersökningarnas uppläggning, nämnda gruppindelningarna. I fig. 16 — 19 har friktionskoefficienten representerats som funktion av

belägg-Å L D E R , belägg-ÅR

Fig. 1 6. Samband mellan friktionskoefficient vid 1 7 % slip och beläggningsålder för betongsträckor. Siffrorna i diagrammet hänför sig till gruppindelningen för betongsträckor enl sid 9.

Fig. 16. Coefficient of friction at 17 per cent slip and age for concrete sections. The figures in the diagram refer to the concrete section groups according to page 9,

Å L D E R , ÅR

Fig. 17. Samband mellan friktionskoefficient vid 100 °/o slip och beläggningsålder för betongsträckor. Siffrorna i diagrammet hänför sig till gruppindelningen för betongsträckor enl sid 9.

Fig. 17. Coefficient of friction at 100 per cent slip and age for concrete sections. The figures in the diagram refer to the concrete section groups according to page 9.

0 10

Å L D E R , Å R

0 10

Å L D E R , ÅR

Fig. 18. Samband mellan friktionskoeffi­ cient vid 1 7 % slip och beläggningsålder för asfaltsträckor. Siffrorna i diagram­ met hänför sig till gruppindelningen för asfaltsträckor enl sid 9.

Fig. 18. Coefficient of friction at iy per cent slip and age for asphalt sections. The figures in the diagram refer to the asphalt section groups according to page 9.

Fig. 19. Samband mellan friktionskoeffi­ cient vid 100 °/o slip och beläggningsålder för asfaltsträckor. Siffrorna i diagram­ met hänför sig till gruppindelningen för asfaltsträckor enl sid 9.

Fig. 19. Coefficient of friction at 100 per cent slip and age for asphalt sections. The figures in the diagram refer to the asphalt section groups according to page 9.

ningsåldern. Siffrorna intill varje punkt hänför sig till de i andra avsnittet be­ skrivna grupperna.

För betong, fig. 16 och 17, kap, en liten minskning av friktionskoefficienten med ökande ålder spåras. Huvudparten av de äldre betongsträckorna hänför sig till grupp 1, beläggning före 1940, gjutbetong, och de yngre till grupp 3, belägg­ ning efter 1940, vibrobetong, vilket ger anledning anta att den förra gruppen skulle ha något sämre friktionsegenskaper än den senare.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Å R S M E D E L D Y G N S T R A F I K 1959 A N T A L F O R D O N

Fig. 20. Samband mellan friktionskoefficient vid 17 °/o slip och trafikflöde för betongsträckor. Siffrorna i diagram­ met hänför sig till gruppindelningen för betongsträckor enl sid 9.

Fig. 20. Coefficient of friction at 17 per cent slip and traffic flow for concrete sections. The figures in the dia­ gram refer to the concrete section groups according to page 9.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Å R S M E D E L D Y G N S T R A F I K 1959 A N T A L F O R D O N

Fig. 21. Samband mellan friktionskoefficient vid 100 °/o slip och trafikflöde för betongsträckor. Siffrorna i diagram­ met hänför sig till gruppindelningen för betongsträckor enl sid 9.

Fig. 2 1. Coefficient of friction at 100 per cent slip and traffic flow for concrete sections. The figures in the dia­ gram refer to the concrete section groups according to page 9.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 B000 Å R S M E D E L D Y G N S T R A F I K 1959 A N T A L F O R D O N

Fig. 22. Samband mellan friktionskoefficient vid 17 °/o slip och trafikflöde för asfaltsträckor. Siffrorna i diagrammet hänför sig till gruppindelningen för asfaltsträckor enl sid 9.

F R IK T IO N S K O E F F IC IE N T VI D 10 0 % S L IP _1.0 0.9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 3. 3. 1* 5 _• 5, 5 M s. 5. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Å R S M E D E L D Y G N S T R A F I K 1959 A N T A L F O R D O N

Fig. 23. Samband mellan friktionskoefficient vid 10 0 % slip och trafikflöde för asfaltsträckor. Siffrorna i diagrammet hänför sig till gruppindelningen för asfaltsträckor enl sid 9.

Den totala trafikmängden på de äldre beläggningarna har i allmänhet varit större än på de yngre. Den försämrade friktionen kan därför också bero på den polering av vägytan som den större trafikmängden medför. Poleringen torde delvis motverkas av stenmaterialets vittring. Med hänsyn till försöksmaterialets stora variationsvidd beträffande betongsträckornas ålder, 30 år, måste emeller­ tid föreliggande minskning betraktas som ringa.

A v intresse är vidare vad som ur friktionssynpunkt inträffar under de första åren efter en betongbeläggnings utförande. Försöksmaterialet har alltför liten omfattning för att på den punkten ge säker upplysning men antyder att en ny betongbeläggning har mycket god friktion såväl vid bromsning med rullande som med låst hjul. Efter några år under trafik synes ett lägre, tämligen oför­ änderligt värde ernås.

För asfalt, fig. 18 — 19, föreligger — jämfört med betong — en något star­ kare minskning av friktionskoefficienten med ökande ålder. Med hänsyn till att asfaltsträckorna uttagits uteslutande till jämförelse med betongsträckorna är materialet mindre väl lämpat för en noggrann analys av detta förhållande. Någon bestämd tendens för de olika asfaltgrupperna framgår inte av fig. 18 — 19.

För såväl asfalt som betong ger materialet en anvisning om lämpligheten av ett fördjupat studium speciellt med avseende på beläggningarnas friktionsegen- skaper under de första åren efter utförandet.

I fig. 20— 23 har friktionskoefficienten representerats som funktion av års- medeldygnstrafiken 1959. N ågot klart samband mellan friktionskoefficient och trafikflöde kan inte spåras och de olika grupperna fördela sig jämnt utan någon bestämd tendens. Detta förhållande gäller såväl betongsträckorna, fig. 20— 21, som asfaltsträckorna, fig. 22— 23. För betong där försöksvärdenas spridning är ganska liten, kan den slutsatsen dras att de samband, som eventuellt kan råda mellan sammansättning, framställningssätt m m och friktionskoefficient måste vara av mindre betydelse.

Vid samtliga i denna rapport berörda friktionsmätningar observerades luft­ temperaturen. Den var genomsnittligt i6 °C . Den högsta temperaturen var 26° och den lägsta o,5°C . Omkring hälften av undersökningarna ägde rum i tem- peraturintervallet 10 — 20°C . Sambandet medelfriktionskoefficient— lufttempe­ ratur har studerats men några signifikanta tendenser har inte kunnat fastställas. Undersökningarnas omfattning medförde att de måste utföras under en ganska lång tidsperiod, ca 3 månader. Förutom inverkan av temperaturen kan därför en viss s k årstidsvariation förekomma i resultatet från föreliggande frik­ tionsmätningar. Årstidsvariationen har inte studerats i detta sammanhang men speciella undersökningar i detta syfte pågår.

Sammanfattning

Statens väginstitut utförde sommaren och hösten 1959 en undersökning av betongvägbanor. Syftet med undersökningen var att fastställa om vissa betong- beläggningar hade väsentligt sämre friktionsegenskaper än andra. För att erhålla ett begrepp om friktionsvärdenas nivå i relation till den man har på vanliga bituminösa beläggningar utfördes även friktionsmätningar på sådana. Samman­ lagt utfördes friktionsmätningar på 32 betongsträckor och 21 asfaltsträckor. Valet av betongsträckor skedde så att såväl äldre som nyare beläggningar med stor och liten trafikmängd blev representerade, men för övrigt helt slumpmäs­ sigt. Asfaltsträckorna förlädes i nära anslutning till betongsträckorna. Avsikten var att få jämförbarhet beträffande trafikflöde.

Mätningarna utfördes med institutets bromsvagn 1, vilken är speciellt byggd för friktionsmätningar och konstruerad vid institutet. Bromsvagnens provhjul var utrustat med ett standarddäck.

Betong- och asfaltsträckornas friktionsegenskaper studerades vid såväl 17 °/o slip som 100 % slip (låst hjul) vid hastigheterna 40 och 80 km/h. På omkring halva antalet sträckor mättes friktionen även vid 20 och 60 km/h. Sträckorna bevattnades vid samtliga prov.

För att i anslutning till resultatbedömningen kunna utföra enkla jämförelser framräknades vid bearbetningen två medelfriktionskoefficienter för varje sträc­ ka, avseende hastighetsintervallet 90— o km/h, den ena gällande vid 17 % slip och den andra vid 100 % slip.

Betongsträckorna uppvisade relativt höga friktionskoefficienter vid såväl 17 som 10 0 % slip. Medeltalen var 0,73 resp 0,46. Spridningen kring medelvärdet var ganska liten, betongsträckorna synes ur friktionssynpunkt vara av mycket homogen karaktär. Vidare gav materialet en antydan om att nya betongvägar har mycket god friktion.

Asfaltsträckorna uppvisade något högre friktionskoefficienter. Medeltalen var 0,76 resp 0,53. Friktionsvärdena för asfalt varierade emellertid avsevärt mer än för betong.

För såväl betong- som asfaltsträckor kunde ett väl struktuerat samband mel­ lan friktionskoefficienterna vid 17 och 1 0 0 % slip konstateras. En regressions- beräkning avseende detta utfördes för att ge sambandet matematisk form.

Friktionsvärdena studerades även med avseende på beläggningarnas ålder, trafikflöde, sammansättning m m.

För betong förelåg en svag och för asfalt en något starkare minskning av friktionskoefficienten med ökande ålder. Denna försämring kan bero på den

polering av vägytan som den större trafikmängden på de äldre beläggningarna medför. Poleringen torde delvis motverkas av stenmaterialets vittring.

Något samband mellan friktionskoefficienterna och beläggningarnas fram­ ställningssätt eller sammansättning kunde inte iakttas. Sådana samband kan givetvis finnas, men med hänsyn till friktionsvärdenas ringa spridning måste de vara av mindre betydelse. Detta gäller speciellt för betong.

Undersökningen visar sålunda att betongvägar i genomsnitt har en relativt hög friktionsnivå, som varierar mycket litet med beläggningens sammansättning, framställningssätt, ålder och trafikflöde. Asfaltbeläggningar har visserligen nå­ got bättre genomsnittsfriktion, men ur trafiksäkerhetssynpunkt kan en belägg- ningstyp med lägre genomsnittsfriktion, men där ovan nämnda olikheter i sam­ mansättning, ålder m m orsakar endast små variationer i friktion, väl försvara sin plats. Det måste slutligen på nytt betonas att undersökningens syfte endast varit att bedöma friktionsegenskaper och att i detta sammanhang inte något avseende har fästs vid andra faktorer, som kan spela roll vid valet av belägg- ningstyp, t ex framställningskostnad eller åkkomfort.

Bilaga

I tabell i o och 1 1 återfinns uppgifter om sammansättning, trafikmängd m m för de undersökta betong- och asfaltbeläggningarna.

Allmänna anmärkningar till tabellerna:

Betongbeläggningar

De i kolumn 13 angivna siffrorna avser den gruppindelning, som redovisats i andra avsnittet, undersökningarnas uppläggning. I betongen ingående finmate­ rial har troligen varit sand.

Asfaltbeläggningar

Massorna till de bituminösa beläggningarna är, om ej särskilt anmärks, utlag­ da med maskin och vältade med 10 — 12 tons slätvält. Vid utförandet av ytbe­ handling har stenmaterialet spridits med mekanisk spridare och bindemedlet med spridartank. Pågruset har vältats med 8— 10 tons slätvält. Kolumn 10 anger kornkurvans läge enligt den zonindelning, som framgår av fig. 24. Där kornkurvan inte stått att erhålla, har i vissa fall max stenstorlek eller fraktion angivits. Kolumn 12 och 13 avser den gruppindelning efter bindemedelshalt, siktkurva och/eller foto, som redovisats i andra avsnittet, undersökningarnas uppläggning.

U S . s ta n d a r d s ik t a r □ O H å ld ia m e t e r f ö r såll , mm

Fig. 24. Asfaltsträckor. Zonindelning för stenmaterialets siktkurvor.

Fig. 24. Grading curves for the aggregate of asphalt- sections. Division into zones.

Tabell 9, sammansättning, trafikmängd \ s v beteckn Län Väg nr Tidpunkt för beläggn utförande Cement­ mängd kg/m3 Sten Tillsatsmedel sort och mängd i % VB° Betongens bearbetning Stamp-maskin Vibr-maskin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 B 8 B 275 1957 325 singel Darex 0,040 IO X D 2 D 1 1 9 3 6 - 3 7 325 X E 1 E 1 1932 — 33 3*S X E 6 E 1 1951 320 Darex 0,008 9 — 10,5 X E 8 E r 1952 325 makadam Darex 0,012 X E 9 E 1 1953 325 Darex 0,009 ILS X H 1 H 4 1932 370 — X l4 L 2 1932 35° L 5 L 73 1932 L 11 L 4 1939 325 X L 13 L 73 1939 L 15 L 2 1959 3 2 5 Formosa 12 D extrakt 0,13 l/m3 7—9 X M 1 M 4 1929 M 2 i M 30 19 2 9 - 3 0

m. m. för undersökta betongbeläggningar

I _Trafik

Efterbehandling Härdning Grupp Totalt

to m 1959 1 ooo-tal fordon Ärsmedel- dygns- trafik ant fordon Anm 11 I 2 1 3 1 4 1 5 1 6 long finisher rätskiva, skånska borstning tvärs Daraseal (membranhärd-ningsvätska) 4 3809 5200 { troligen : maskin puts borstning halm 36 d sand 37 d 1 10609 3942 halm 1 22631 7123 : long finisher säckväv dragen längs körriktning sand 3 12199 6153 rätskiva skånska borstning troligen: sand 5 112 2 4 6153 long finisher rät skiva, skånska borstning I juteväv fuktig sand 10 d kraftpapper 3 8506 5263 ! halm 1 9744 2205 1 9448 2953 i 1 4 8 11 i860 I säckväv halm 14 d 1 10359 3 9 5 8 1 ■ ■■ " i 1 4879 1808 long finisher borstning tvärs med piassava Daraseal (membranhärd-ningsvätska) 4 0 O 1 13 12 1 3200 _ I |--- 1 13185 3010

1 2 3 4 5 6 | 7 8 9 I 0 M 6 M ₄ 1936—36 M 8 M 33 1936 M 9 M 33 1936 M io M 2 1 9 3 9 M i i . . . . M 4 1950—52 3 2 5 makadam Darex 0,006 X M 12 M 4 1952 — 54 300 Darex 9>5 X M 14 M 4 1 9 5 3 330 makadam Darex 0,01 10 N 2 N 2 1 9 3 3 N S N 2 1935 — 38 3 2S X N 8 N 2 1951 3 2 5 10— 12 X N 9 N 2 1952 310 Darex 12 X N 10 N 2 1952 ₃₁₀ Darex X N 1 1 N 2 1 9 5 3 3 2 5 X N 12 N 2 1956 3 5 0 Darex 0,015 10 — 15 X T i T 226 1936 220—275 ( 3 2 5 ) X t 3 T 226 1939 270 t7 T ₉ 1 9 51 3 2 5 297—400 2 7 7 - 3 5 8 Darex 0,01 X W 1 W 10 J949 1950 harts 0,75 l/m3 Darex 10 — 14 7 — 2 5 X X

11 I 2 1 3 1 4 1 5 i 6 1 11700 3200 1 4647 1219 1 43 °4 983 \ i 1 63 89 2172 5 4989 2504 long finisher 3 9050 5221 borstning fuktad 10 d ₍₃₎ 5368 3304 1 n 8c6 3246 rätskiva lappning för hand säckväv, halm fuktad 14 d 1 13799 4747 5 cm sand fuktad 14 d 3 7481 3868 3 6968 3810 3 6019 3263 3 5450 3484 long finisher kvastning 5 cm sand fuktad 12 d 4 3601 3810 2 5346 1350 2 4674 1350 slipmaskin säckväv, halm fuktad 10 d 3 5458 2736 slipmaskin 3 3 7009 7829 3449 3627 provsträcka 3 provsträcka 1 och 2 1

Tabell io , sammansättning, trafikmängd SV beteckn Län Väg nr Beläggning typ Tidpunkt för beläggn utförande Bindemedel Vidhäftnings- befrämjande medel eller åtgärd Fyndighet Sten- Spröd-het T 2 3 4 5 6 ₇ 8 9

B 8 A B _{27 S} MAb 40 1958 6,7 % A 120 tjärbränning — berg

1

D 2 A D 1 MAb 50 1956 5,8 f A 120 tjärbränning — berg ₄₄

E i A E 1 MBM-f

maskin-avjämning

1957 6,0 % A 120 tjärbränning Norsholm, berg 39

E 9 A E 1 MAb 50 +

försegling

1956 3,6 % A 120 tjärbränning Norsholm, berg

i

39

H i A H 4 MAb 40 1954

L 4 A L ₇₉ Ab 1957 6,5 % A 120 Astorp

L i i A L ₄ MAb 60 ₁₉₅₃ 3,5 ^ A 120 tjärbränning Balsberget, berg ₃₄

L 13 A L 62 MAb 60 1956 5,0 % A120 tjärbränning önnestad, berg 41

36

L 15 A L ₄₇ MAb 40 1956 5,0 > A 120 tjärbränning Astorp, berg 3 1-4 1

M 8 A M ₃₃ MAb 60 1958 4,9 % A120

.. __ |

Hardeberga 43

M 10 A M 2 MAb 60 1957 5,2 # A 120 — Hardeberga 48

m. m. för undersökta asfaltbeläggningar

material Yta Trafik

Anm

Flisighet Kornkurva enl zon­

indelning

Bedömning Grupp

Totalt Årsmedel-

t 0 m 1959 dygns-

1 ooo-tal j trafik 1959

fordon ) ant fordon

I o 11 12 I 3 * 4 15 1 6

zon B rel homogen

och slät yta

2 3809 5200

1.45 zon B rel öppen,

småskrovlig yta 4 3696 3942 1,38 4601 7123 maskinavjämning 25 kg/m* 1,38 zon C öppen, småskrovlig yta 5 4617 4939 försegling 1958, 0,3 kg/m2 asfaltlösn R A O 4-3 — 4 kg/m2 asfaltmassa öppen, småskrovlig yta 5 3594 2205

zon B rel homogen

och slät yta 2 162 175 13 t vält 1,46 zon C öppen, småskrovlig yta 5 6438 ₃₉₅₈ 1,36— 1,43 1,29— 1,43 zon C öppen, småskrovlig yta 5 2622 2794 8 t vält

T>34 zon C rel öppen,

småskrovlig yta 4 3397 3487 W (stenmax 16 mm) rel öppen, småskrovlig yta 4 431 1221 M 9 (stenmax

16 mm) öppen,småskrovlig yta 5

1

1482 2172

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M u A M ₄ MBM 1 5 1958 5,1 % A 120 — Hardeberga ₄₃ M 14 A M 4 MAb 60 19 53 5,1 % A 120 — Hardeberga ₄₃ N 1 A N 2 AM 120 1959 2,6 % A 120 tjärbränning Stockabacken Steninge 44 r

N 8 A N 610 MAb 30 1958 6,5 # A 120 tjärbränning Stockabacken

Steninge 44

N 9 A N 2 Luxovit 40 1956 5,4 % A 120 tjärbränning Ncestved

Danmark, Hardeberga

N 10 A N 2 MAb 40 1958 6,0 % A i i o tjärbränning Klllered 42

N 11 A N 2 MAb 40 ₁₉₅₃ 4,8 % A 120 tjärbränning Kållered 42

N 12 A N 634 MAb 40 1953 4,8 # A 120 tjärbränning Kållered 42

t7a T 6 LA 1959 6,5 ^ A 120

1

tjärbränning Glanshammar,

berg 38

I o 1 1 i 2 _{13 14 15} 1 6 1 A 7 (stenmax 8 mm) makadamtoppar ur finkornig massa 4 889 2504 M 7 (stenmax 8 mm) rel öppen, småskrovlig yta 4 5368 _33^4 i ,43 (stenmax 32 mm) öppen yta 8 N OO 4663 i ,43 zon A tät, mycket slät yta 1 I I I 342

zon A rel homogen

och slät yta

2 ₃₅₉₃ 3810

i ,42 zon B tät, något

skrovlig yta 3 5431 3263

1,42 zon B rel öppen,

småskrovlig yta 4 5452

3484

1,42 zon B rel öppen,

småskrovlig yta 4 6 11 1 67 i ,53 zon A tät, mycket slät yta 1 ₅₀₇ 4 1 69 1,24 (fraktion 6 — 12)

öppen yta 7 105 3457 uppgifterna gäller

Summary

In the summer and autumn of 1959 the National Swedish Road Research Institute carried out investigations of concrete roads. The purpose of these in­ vestigations was to determine whether some concrete pavements had substan­ tially lower coefficients of friction than others. In order to form an idea of the friction coefficent level related to that of common bituminous pavements, fric­ tion measurements were also made on such pavements. The measurements were effected on 32 concrete sections and on 21 asphalt sections in all.

The measurements were carried out with test vehicle No. 1 of the National Road Research Institute. This test vehicle was specially designed and constructed for friction measurements. During the tests, the test wheel of the vehicle was equipped with a standard tyre, size 5. 90— 15.

The friction properties of the concrete and asphalt sections were studied at 17 and 100 per cent slip (locked wheel) as well as at 40 and 80 km/h. On about half the number of the test sections the coefficient of friction was also measured at 20 and 60 km/h. All sections were watered during the tests by the watering system of the test vehicle itself.

For comparing the results obtained from the different sections in a simple way, mean coefficients of friction referred to the speed interval 90 to o km/h were calculated. Thus each section was represented only by two coefficients of friction, one applicable to 17 per cent slip and the other to 100 per cent slip.

The concrete sections in themselves showed relatively high coefficients of friction both at 17 and at 100 per cent slip. The mean values were 0,73 and 0,46, respectively. The dispersion was fairly small; this type of pavement seems to be very homogeneous from the friction point of view. Furthermore the test results indicated that new concrete roads have a very high coefficient of friction.

The asphalt sections showed slightly higher coefficients of friction. The mean values were 0,76 and 0,53 at 17 and 100 per cent slip, respectively. However the coefficients for asphalt varied considerably more than those for concrete.

Both on concrete and asphalt sections the scatter diagrams seemed to indicate a marked linear trend in the relationship between the coefficients of friction at 17 and 100 per cent slip. An estimation of the regression in this respect was carried out to throw this relationship into a mathematical form.

The friction values were also studied with respect to pavement age, traffic flow, pavement composition, etc.

The coefficient of friction was found to decrease with increase in age. This decrease was slight for concrete and more significant for asphalt. However it is not likely that this decrease depends only or at all on age factors. Surface polishing caused by traffic probably plays an important role in this connection.

There was no indication of a relationship between the coefficient of friction and the method of pavement construction or the pavement composition. Such relationships may of course exist but in view of the slight dispersion in the friction coefficients they cannot be of great importance. This is particularly true of concrete.

Consequently these investigations show that concrete pavements are on an average on a relatively high level of friction, with very small variations caused by differences in the pavement composition, method of pavement construction, age and traffic flow. Asphalt pavements certainly have slightly higher average coefficients of friction but a type of pavement which has lower average coef­ ficients of friction but which is liable only to small variations in friction caused by the above-mentioned differences is well justifiable from a traffic safety point of view.

Finally it is to be emphasised that the sole purpose of these investigations was to estimate frictional properties and that no other factors that may play a role in the choice of a type of pavement, e.g. cost of production or driving comfort, were taken into account in this connection.

F Ö R T E C K N I N G Ö V E R

R A P P O R T E R O C H S P E C I A L R A P P O R T E R

F R Å N S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T

22. Bestämning av kornstorlek med hydrometer. Analysis of Particle Size with Hydro­

meter, av R Gandahl (Utgången) ... 1952

23. Försök med en beläggningssladd. A Multiple-blade-drag for Bituminous Retread

Work, av S Hallberg ... 1953

24. Some Research on Bituminous Materials at the Road Research Laboratory, Great Britain. Några undersökningar av bituminösa material, utförda vid Road Research

Laboratory i England, av A R Lee ... 1953

25. Vidhäftningen mellan bituminösa bindemedel och stenmaterial och dess betydelse för vägbeläggningar. A short Treatise on the Adhesion of Bituminous Binders and

Aggregates and its Importance to Road Pavements, av S H a llb e r g ... 1953

26. Undersökning av inverkan på asfaltbelagda banor av högt lufttryck i _flygplan­

ringar. Influence of High Tire Inflation Pressure on Runway Asphalt Pavements.. 1954

27. Några problem rörande fri sikt i vägkurvor. Some Problems Concerning Sight

Distance on Highway Curves, a v N v Matern och L-O Alm (Utgången) ... 1954

28. Studier och försök med sandning och saltning på vinterväglag, utförda åren 1953— 1956 av statens väginstitut. Sand and Salt Treatments of Snow-Covered and Icy Roads. Tests Carried Out by the State Road Institute of Sweden during the years

of 1953— 1956 ... 1956

29. Kort redogörelse för oljebehandling av grusvägar. A Brief Account of Oil Treat­

ment of Gravel Roads, av S H a llb e r g ... 1957

30. Bestämning av tjälgräns i mark med enkel typ av tjälgränsmätare. A Frost Depth

Indicator, av R Gandahl ... 1957

31. Försök med bestrykning och lagning av ytskadad betongväg vid Hällekis. Experi­ ments with Protective Coatings and with Methods of Repairing a Scaled Concrete

Road at Hällekis, av N Odemark och S E n g m a n ... 1957

32. Procentvåg för siktanalys i fält. Per Cent Balance for Sieving Analysis in the Field 1958 33. Ytskador på svenska betongvägar 1955— 1957. Extent of Concrete Road Pavement

Scaling in Sweden 1955 — 1957, av N Odemark och S E n g m a n ... 1958

34. Berättelse över statens väginstituts verksamhet under budgetåret 1958— 1959 . 1959

35. Axeltrycksmätningar. Axle Load Measurements, av S Edholm ... i960

36. Undersökning av vinterdäck och slirskydd ur friktionssynpunkt. Friction Properties

of Winter Tyres and Anti-Skid Devices, av G Kullberg och B K ih lg r e n ... i960

37. Berättelse över statens väginstituts verksamhet under budgetåret 1959— 1 9 6 0 . i960

37 A. Annual Report of the National Swedish Road Research Institute for the Financial

Year 1959— 1960 ... i960

38. Undersökningar rörande snöplogar. Snow Plough Investigations, av B Kihlgren . . 1961

39. Betongvägars friktionsegenskaper. Frictional Properties of Concrete Roads, av

Specialrapporter

Statens väginstituts specialrapporter framlägger forskningsresultat m m, som antingen är av intresse endast för en begränsad läsekrets eller är av preliminär natur. Innehållet bör ej publi­ ceras utan särskilt tillstånd. Specialrapporterna utges endast i mycket begränsat antal. Kopiering av utgångna specialrapporter betalas av beställaren.

1. Undersökning ang hastigheten hos motortrafiken på v ä g a rn a ... 1953

2. Experimental Study of Traffic on Two Lane Roads, av G Kullberg och S Edholm .. 1954

2. Supplement 1 —4. Experimental Study of T raffic on Two Lane Roads, G Kullberg och S Edholm ... 1955

3. Försök på provvägar 1953 och 1954 ... 1955

4. Vägräckesförsök utförda år 1954 ... 1955

4. Supplement 1. Vägräckesförsök utförda år 1955 ... 1956

4. Supplement 2. Vägräckesförsök utfört år 1957 ... 1958

5. Motorfordonstrafikens sidolägesfördelning på tvåfiliga vägar. I. Vägar med gräs- och grusvägren, av G Kullberg och S Edholm ... 1956

6. Om vägens konstruktion vid höga hjultryck. Construction of Roads for High Wheel Loads ... 1956

7. Trafikhastighetsstudier i Skillingaryd 1955 ... 1956

8. Försök på provvägar 1955 och 1956. Oljebehandling av grusvägar ... 1957

9. Försök med cementstabiliserat bärlager på Nynäsvägen 1955, av L Ja n s o n ... 1957

10. Försök på provvägar 1957 ... 1957

1 1 . Provningsmetoder för material till bituminösa vägbeläggningar ... 1959

12. Försök med beläggningar av cementbetong på riksväg 1 vid Törnevalla 1953. Försök med cementstabiliserat bärlager på Södertäljevägen 1956, av B L i l j a ... 1959

13. Försökssträckor med oljegrus 1958 och 1959. Försökssträckor med vidhäftningsmedel vid underhållsytbehandling 1959 ... 1960

14. Förhandlingar i Stockholm den 15 och 16 juni 1959 med utskottet för bituminösa bindemedel och beläggningar inom Nordiska vägtekniska förbundet. Conference, held in Stockholm on the 15th and 16th of June 1959 with the Delegation for Bitu­ minous Binders and Surfacing of the Scandinavian Road Engineers’ Association .. i960

15. Försök med bituminösa blandningsbeläggningar på Bergslagsvägen i Stockholm 1957 och 1958. Road surfacing trials with asphaltic concrete on the Bergslagsvägen in Stockholm 1957 and 1958, av B Lilja ... i960

I V A R H j E G G S T R Ö M S B O K T R Y C K E R I A B S T O C K H O L M I 9 6 I