Cementbruksbunden makadam (CM) som bärlager : Provsträckor vid Norsholm och Bålsta, 1988. Byggnadsrapport

ISSN 0347-6049 V//meddela 631

*

1990

v

lyd. k "Näs"'&'-&R" % öd Y ' åla! y l=årm'a P"nu"?ååå. JÖN-fö

._-_.-.;;%,;m*.ä

'gkfm'mmsger % PoetQ&A

Miwzggva.. %%;

:va

P Äqg 3.1SX "I *le_t

Cementbruksbunden makadam (CM) som

bärlager

- Provsträckor vid Norsholm och Bålsta, 1988

Byggnadsrapport

Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson

Vag- och Trafik-

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) * 581 01 Linköping

ISSN 0347-6049

631

_

1990

Cementbruksbunden makadam (CM) som

barlager

- Provsträckor vid Norsholm och Bålsta, 1988

Byggnadsrapport

Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson

?, Väg-UCI) Trafik-

_f

_-

Statens väg- och trafikinstitut (VT!) * 581 01 Linköping

NSETIUÅGÅ swedish Road and Traffic Research Institute * S-581 01 Linköping Sweden

FÖRORD

Föreliggande VTI-meddelande utgör resultatet av ett delprojekt inom huvudprojektet "Cement i vägöverbyggnad" som samfinansieras av Stiftelsen Svensk Betongforskning, Vägverket och VTI. I huvud-projektets styrgrupp har följande personer ingått:

Björn Karlsson Vägverket

Sten Pettersson Vägverket

Åke Skarendahl Cement och Betong Institutet Örjan Petersson Cement och Betong Institutet

Inge Karlsson Cementa AB

Ronny Andersson Cementa AB

Tord Lindahl Väg- och trafikinstitutet Bengt-Åke Hultqvist Väg- och trafikinstitutet

Undersökningen är ett led i utvecklingen av en produktionsmetod för cementbruksbunden makadam. I undersökningen som består av två fältförsök har en ombyggd asfaltutläggare provats för spridning av cementbruket.

Jag vill tacka personalen vid Vägverkets Sydöstra Byggnads-distrikt som har ställt asfaltutläggaren till förfogande och särskilt Sven Danielsson och hans medhjälpare som har svarat för maskinens ombyggnad och intresserat deltagit vid fält-försöken.

Linköping i augusti 1990

Bengt-Åke Hultqvist Projektledare

I NN E H Å L L S F Ö R T E C K N I N 6

SAMMANFATTNING

SUMMARY

1 BAKGRUND OCH SYFTE

2 CEMENTBRUKSBUNDEN MAKADAM SOM BÄRLAGER

PROVSTRÄCKA VID NORSHOLM Beskrivning av försöket Förprovning av cementbruk Utläggning av makadam Spridning av cementbruk

Provtagning och provning av CM Asfaltjustering och asfaltslitlager Mätning av jämnhet Mätning av "bärighet" Kartering av sprickor Q Q LW LW (W LW LW LW L CQ) tD 00 -J 93% OH :& Q N

1-4 PROVSTRÄCKA PÅ vÄG E18 VID BÅLSTA 4 , 1 Beskrivning av försöket

4 , 2 Förprovning av cementbruk 4 , 3 Utläggning av makadam 4 , 4 Spridning av cementbruk

4 , 5 Provtagning och provning av CM 4 . 6 Asfaltjustering och asfaltslitlager 4 , 7 Mätning av jämnhet 4 , 8 Mätning av "bärighet" 4 , 9 Kartering av sprickor 5 ARBETSLÄGET FÖR CM 5.1 Metoden 5.2 Kostnadsbilden

Förteckning över bilagor

VTI MEDDELANDE 631

Sid

III

Cementbruksbunden makadam (CM) som bärlager - Provsträckor vid Norsholm och Bålsta, 1988

av Bengt-Åke Hultqvist och Bo Carlsson Statens väg- och trafikinstitut (VTI) 581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

Under senare år har högtrafikerade vägar visat ökade tendenser till spårbildning. Detta har medfört ökade underhållskostnader för väghållaren och stora olägenheter för trafikanterna. I vissa fall har spåren blivit trafikfarliga. På tungt trafikerade väg-avsnitt beror spåren ofta på deformationer av asfaltlager och av underliggande obundna lager. Deformationerna kan minskas genom att använda mer stabila bärlager med bättre lastfördelande egen-skaper. Framtida höjningar av tillåtna axellaster innebär också att högre krav måste ställas på bärlagrets egenskaper. Ett möj-ligt alternativ kan vara att använda cementbundna bärlager.

I denna undersökning provas

cementbråksbunden makadam som

bär-lager.

Syftet är dels att prova en förbättrad produktionsteknik

dels

att följa upp det

färdiga resultatet för två provsträckor

som utfördes 1988.

Vid båda

försöken har den grova relativt

ensartade makadamen

lagts med makadamutläggare.

Det lättflytande

cementbruket har

spridits med en ombyggd bandgående asfaltutläggare.

Vid försöken har framkommit att

bäst resultat uppnås när

maka-damen läggs med makadamutläggare istället för byggnadshyvel. Vid

läggning med makadamutläggare är det viktigt att makadamen håller

angivna

fraktionsgränser. Alltför

stora stenar

fastnar lätt

i

makadamutläggarens

spalt.

Byggtrafik bör

undvikas

på obunden

makadam

eftersom spår

lätt

bildas

i

det

något - instabila

makadamlagret .

Genom att

använda betongpump

för att

fylla

bruksspridarens

tråg

kan

byggtrafik

och

spår undvikas.

II

Cementbrukets konsistens måste vara lättflytande och får ej variera alltför mycket under produktionen. Variationer leder till ojämn nedträngning av cementbruket i makadamlagret. Detta medför tjockleksvariationer av det färdiga CM-lagret vilket leder till ökad risk för sprickbildning och belastningsskador.

Undersökningen visar att goda möjligheter finns för att åstad-komma bärlager med cementbruksbunden makadam. Förutsättningen är att man följer förslaget till tentativ anvisning för CM och använder de praktiska erfarenheter som redovisas i denna rapport.

Kostnadsjämförelse mellan överbyggnad med bärlager av CM och bärlager av AG visar att anläggningskostnaderna är ungefär lika i trafikklass 6. För trafikklass 7 fås lägre kostnader om man använder bärlager av CM.

III

Cement-Grouted Macadam (CM) as a roadbase

-= Test sections at Norsholm and Bålsta, 1988

by Bengt-Åke Hultqvist and Bo Carlsson Swedish Road and Traffic Research Institute S-581 01 LINKÖPING Sweden

SUMMARY

In recent years, roads with high traffic volumes have shown an increasing tendency to rutting. This has led to increased main-tenance costs for road management authorities and considerable inconvenience for road users. In some cases, the ruts have become hazardous to traffic. On certain sections with heavy traffic, the ruts are often the result of deformation of asphalt layers and underlying unbound layers. The deformations can be reduced by using more stable roadbases with better loadspreading properties. Future increases in permitted axle loads will bring higher de-mands on the properties of the roadbase and one alternative may be to use cement-bound roadbases.

In this study, tests are being carried out on cement-grouted macadam as a roadbase. The aim is both to test an improved pro-duction technique and to follow up the final results for two test sections built in 1988.

In both tests, the coarse, relatively uniform macadam has been laid with a macadam spreader. The liquid cement-mortar has been spread with a converted asphalt paver.

During the tests, it has been found that the best results are achieved when the macadam is laid with a macadam spreader instead of a grader. When using a macadam spreader, it is important that the macadam maintains the specified fraction limits. Excessively large stones easily block the feed slit in the spreader. Con-struction traffic should be avoided on unbound macadam since rut-ting is likely to occur in the somewhat unstable surface. By

IV

using a concrete pump to fill the mortar spreader's trough, con-struction traffic and consequent rutting can be avoided.

The

consistency_of the cement-mortar must be fairly liquid and

must

not vary too much during production.

Variations lead to

uneven penetration by the mortar of the macadam layer.

This in

turn gives rise to variations in thickness

of the finished CM

layer, with an increased risk of cracking and load damage.

The

study shows

that

there are good prospects of achieving a

roadbase

with cement-grouted macadam. A prerequisite is that the

proposed directions regarding CM are followed and that use is

made of the practical experience mentioned in this report.

A comparison between roadbases of CM and roadbases of AG (hot mix

base) shows that the construction costs are approximately similar

in traffic class

6.

For traffic class

7, cost reductions

are

achieved if a CM roadbase is used.

1 BAKGRUND OCH SYFTE

Under senare år har vägar med intensiv och tung trafik visat ökande tendenser till spårbildning. Detta har medfört ökade underhållskostnader för väghållaren och stora olägenheter för trafikanterna. I vissa fall har spåren blivit en trafikfara. Spårbildningen kan ha flera orsaker, dubbdäcksnötning av slit-lagret, plastiska deformationer av asfaltlager eller deforma-tioner av underliggande obundna lager. Dubbdäcksavnötningen kan minskas genom att använda mer slitstarka beläggningar. Deforma-tionerna kan minskas genom att använda mer stabila bärlager med bättre lastfördelande egenskaper. Framtida höjning av tillåtna axellaster på vägnätet innebär också att högre krav måste ställas på bärlagrets egenskaper. Ett sätt kan vara att binda bärlagret med cement. Den under 1960-talet provade metoden med cementbruks-bunden makadam som bärlager har av denna anledning tagits upp på nytt .

Metoden har hittills använts i mycket liten omfattning både i vårt land och utomlands. Vid försöken på _60-talet hade man problem med att sprida bruket och med att få tillräcklig ned-trängning av bruket i makadamlagret.

Under senare år har nya tillsatsmedel kommit fram som möjliggör tillverkning av ett beständigt cementbruk med lättflytande kon-sistens för god nedträngning i makadamlagret. Tekniken för att sprida bruket har också förbättrats.

De nya möjligheterna att tillverka ett lättflytande bruk och den förbättrade spridningstekniken gör det åter intressant att prova cementbruksbunden makadam som bärlager.

Syftet med denna undersökning är dels att prova den förbättrade produktionstekniken för CM, dels att följa tillståndsutvecklingen för utförda CM-provsträckor med avseende på i första hand sprick-och spårbildning.

2 CEMENTBRUKSBUNDEN MAKADAM SOM BÄRLAGER

Cementbruksbunden makadam - (CM) består av ett packat lager grov och tämligen ensartad makadam vars hålrum har fyllts med ett mycket lättflytande cementbruk. CM framställs på arbetsytan i två

steg:

0 ven grova makadamen (vanligen 32-64 mm) läggs ut och vältas på ett avjämnat och väl packat förstärkningslager. För att makadamlagret skall få en jämn överyta och en jämn tjockler bör detta läggas med makadamutläggare.

o Makadamlagrets hålrum fylls med ett lättflytande cementbruk. Brukets konsistens är en viktig parameter som är avgörande för brukets förmåga att fylla hålrummet.

Den färdiglagda CM-ytan bör så fort som möjligt förseglas med bitumenlösning (typ BL 20 RK) . Förseglingen används dels som ett tätande skikt som förhindrar vattenavdunstning, dels som klister för ovanpåliggande lager av asfaltbetong.

Ett väl utfört CM-lager anses ge ett mycket stabilt bärlager. På grund av makadamlagrets stenskelett styrs krympsprickorna i cementbruket till enskilda hålrum varvid inga större sprickor uppstår. De sprickor som trots allt bildas är temperatursprickor men dessa uppkommer endast i mycket begränsat antal. Avsikten är att använda CM för tungt trafikerade vägar där man önskar ett mycket styvt bärlager under slitlagret. I bilaga 1 finns VTIs förslag till tentativa anvisningar för cementbruksbunden makadam, CM. Förslaget som är från 1987 är fortfarande tillämpligt men kommer att omarbetas och anpassas till BYA:s förändringar.

3 PROVSTRÄCKA VID NORSHOLM

3.1 Beskrivning av försöket

Provsträckan är belägen vid Norsholm på den norra anslutningen till väg E4. Provsträckan som utfördes under juni 1988 är 400 m lång. Uppföljning sker på en 320 m lång sträcka från sektion 0/340 till sektion 0/660. Som referens till CM-sträckan används en 140 m lång sträcka som är uppbyggd med AG-bärlager.

Av figur 1 framgår läge för CM-sträcka och AG-sträcka.

CM-lagret består av ett 150 mm tjockt lager av makadam (32-64 mm) vars hålrum har fyllts med cementbruk (0-4 mm) .

Av figur 2 framgår uppbyggnaden av CM-sträckan och AG-sträckan.

H o / f // TEN ko AXX NW N 1 14 0 pv + / 1.)ka . Få J $ ( ( fe +-3 v x S | ll] | /I J i 12 1.90 / "Qx. / /-'/ / DI i 4 XX XQXX X ' lx 1 I ; k / "Ut: H+ (x f sa 24 j i R n h H V ZS Ne Å ZA NP At 1 - meds;

QN/ /Y// / ///- oo]. ! (/ (' X:, x //'yj S I," xin! r A SEg; TNP0501 _

- / / / kl/ o :i? 4 ; f ,'lx ( ' | di [FÖRLANGO trumma | 4 f D"

gl? 2 _// _/X i 3_{i k / )} ??/;) 'J' /_{; säg}Q': n, /N "AXX lbveararRt DiKE x iir >-g

# / XX) 7 f P4 i i >X MH K+ 28 AG - sträcka /10 / XX f N CM - sträcka #, . Ka X + f"NG 300 XX TX(x/xx/ /, / v, i = XXKÖxxåäåM » N $& e a i 1 xxxxxxkx 54 # . . i mem i netaf K ' f 0 1

%&; gem 17" 1 _)//7Å//. Moan |

-* linnea ' r - jaI4 e IA4 __4 0 K 7 > t t f ot t a " KFORHA ; // FBE] g

VÄGOMRÅDESOMHÄNFÖRS //& '; *, Q |

TILL OELEN NORSHAÅ M-MELBY /

Figur 1 Provsträckornas läge

35 mm HAÄB 127 35 mm HAÄB 127 L44 30 mm HAB 127 _{50 mm AG} ) _{120 mm} 150 mmi CM _{BÄRLAGERGRUS} 485 mm För- _{495 mm} För-stärknings- stärknings-grus _grus CM - sträcka AG - sträcka Figur 2 _ Uppbyggnad av CM-sträckan resp AG-sträckan.

Sträckorna _{följs upp med avseende på bärighet, spår- och} sprick-bildning.

Under sommaren 1988 trafikerades sträckorna tillfälligt (ca 3 må-nader) av den södergående trafiken på väg E4 (ca 15000 ÅDT). Tra-fiken över sträckorna kommer i fortsättningen att vara liten, mindre än 1000 ÅDT.

3 . 2 Förprovning av cementbruk

Recept till cementbruk har tagits fram av VTI tillsammans med Anders Lindstedt vid Stråbruken.

Två olika cementbruksrecept har använts med 0-4 mm sand som bal-last. I det ena receptet kom sanden från Stråbrukens Betongfabrik i Motala. I det andra var sanden från Erstorps sandtag i Finspång. Siktkurvor finns i bilaga 2. Cementbruk tillverkades enligt båda recepten vid Stråbrukens Betongfabrik i Finspång.

Nedan följer en sammanställning av recept och provningsresultat för respektive cementbruk. Dag 1 Dag 2 kg/m? Motalasand Erstorpssand Sand 0-4 mm 1368 1368 Cement (StdP) 350 350 Flygaska 180 180 Vatten __ 319 322 .5 Luftporbildare (88 1) 0 . 88 0 . 44 Flyttillsatsmedel 7 14 (V 33)

Lufthalt utan flyt- 10 9,5

tillsats %

Lufthalt med flyt- 14 6.5

tillsats % Utbredningsmått mm 795 750 Tryckhållfasthet MPa 21 15 (+20%C, 7 d Vet 0 . 91 0 . 92 Vbt (30% av flygaskan 0 . 79 0 . 80 medräknas) 3.3 Utläggning av makadam

Makadamen som användes var från ABVs bergtäkt i Skärlunda och av fraktion 32-64 mm. Denna lades på ett avjämnat och välpackat för-stärkningslager. Utläggningen gjordes med makadamutläggare typ

Edsbyn level se bild 1. Makadamen lades ut i ett lager om ca 18 cm. Efter vältning erhöll lagret föreskriven tjocklek, 15 cm. Vältningen utfördes med en oscillerande vält typ HAMM.

Bild 1 Makadamut läggning

Överytan för det färdiga makadamlagret blev mycket jämn och lag-ert jockleken varierade mycket litet längs sträckan (se bild 2) .

Bild 2 Makadamlagret klart för cementbruksbindning.

3.4 Spridning av cementbruk

Cementbruket spreds med en ombyggd bandgående asfaltutläggare typ Blow Knox PF 500, se bild 3.

Läggarens ordinarie tråg hade tagits bort och ersatts av ett spe-cialanpassat tråg för CM-bruk på cirka 3 m? . Från tråget gick två slangar genom maskinen till en bak monterad spridarramp. Denna var försedd med tio individuellt inställbara ventiler som kunde

sprida cementbruket med önskad mängd.

Från spridarrampen rann cementbruket ner på en gummiduk som för-hindrade urspolning av makadamlagret. Cementbruket vibrerades ned med asfaltutläggarens ordinarie skrid.

Innan cementbruket började att spridas vattnades makadamlagret. Vattningen underlättade för cementbruket att tränga ner i hålrum-men och tvättade även den i det här fallet tyvärr något smutsiga makadamen .

Bild 3 Ombyggd asfaltutläggare Blow Knox PF 500.

Makadamlagrets jämnhet var god innan bruket började att spridas (se 3.3) . När roterbilarna med cementbruk trafikerade den obundna makadamen bildades kraftiga spår. Försök med att välta bort 0-jämnheterna fick till resultat att makadamen trycktes ner i för-stärkningsgruset som blandades med makadamen. Tjockleken på maka-damlagret blev ojämn och understeg på flera ställen föreskriven tjocklek, 15 cm.

Arbetet med att sprida cementbruket tog två arbetsdagar. Första dagen utfördes 1500 mZ och andra dagen 1700 m? .

Första dagen spreds cementbruk i två drag med början vid sektion 0/300. Högra draget gick fram till sektion 0/460 och vänstra dra-get till sektion 0/510. Första dagen användes Motalasand som bal-last i cemenbruket. Andra dagen togs sanden från Erstorps grus-tag.

Brukets konsistens varierade under produktionen. På vissa partier blev cementbruket alltför trögflytande vilket medförde att ce-mentbruket hade svårt att tränga ner i makadamlagret. På andra partier där cementbruket var alltför lättflytande rann en del av bruket i väg utanför spridningsdraget.

Cementbrukets varierande konsistens berodde troligtvis på varier-ande fuktkvot hos ballasten.

Problemet med varierande konsistens hos cementbruket medförde att cementbruket från varje betongbil kontrollerades med avseende på konsistens (utbredningsmått) och lufthalt. Vid alltför trögfly-tande bruk tillsattes mera vatten eller flyttillsatsmedel. På ett avsnitt mellan sektion 0/558-0/590 (högra draget) utlades alltför trögflytande cementbruk. Bruket trängde ej ner i makadamlagret och CM-lagret måste schaktas bort. Ny makadam lades ut och nytt bruk spreds.

3.5 Provtagning och provning av CM

Vid olika tidpunkter tillverkades provkuber av cementbruk. Resul-tatet från provtryckningarna kan ses i tabell 1.

Tabell 1 Provtryckning av kuber tillverkade av cementbruk.

Tillverk- Kubhåll- Medelvärde ningsdag fasthet 7 d MPa MPa 880607 FM 17 17 17 880607 EM 15 16 16 880608 EM 17 17 880608 EM 16 16 16

Kuberna som tillverkades vid provvägsbygget fick stå ute över natten övertäckta med plastfolie. Resterande tid fram till 7 dygn lagrades kuberna i VTI:s fuktrum vid +20%C. Samtliga kuber kla-rade hållfasthetskravet 15 MPa som föreslås i tentativa anvis-ningarna för CM (se bilaga 1).

Innan CM-ytan asfaltjusterades togs prov ut från CM-lagret, 5 st borrkärnor och 5 st balkar.

Balkarna användes för att bestämma böjdraghållfastheten enligt modifierad metod SS 13 72 12. Modifieringen innebar att balkarna ej lagrades under vatten och att stenstorleken var större än 32 mm (makadam 32-64 mm) .

Balkarna provtrycktes efter 28 respektive 91 dygn. Resultatet framgår av tabell 2.

Tabell 2 Resultat av provtryckning av balkar.

Balk nr Tagen vid Böjdraghåll- Ålder sektion fasthet dygn

MPa 1 0 /530 1.9 28 2 0/530 2 . 6 91 3* 0 / 490 1.8 91 4 0/ 635 1.6 - 28 5** 0 / 635 1.7 91

Osäkert värde pga fel vid registrering av kraft vid provtryck-ning

Håligheter i underkant av balk pga stensläpp * %*

10

De uppmätta böjdraghållfastheterna stämmer väl med tidigare undersökningar där böjdraghållfastheten för upptagna provbalkar har varit omkring 2.0 MPa. En viss avvikelse för enstaka värden förekommer helt naturligt på grund av variationer i CM-Llagrets strukturella uppbyggnad.

Fyra av de upptagna borrkärnorna sändes till Statens Provnings-anstalt för frostprovning och mikroskopisk analys.

Frostprovning utfördes enligt modifierad metod SS13 72 44. Modi-fieringen innebar att frysytan sågades 30 mm från gjutytan istäl-let för 20 mm som metoden föreskriver.

I tabell 3 framgår resultaten från frostprovningen.

Tabell 3 Frostprovning av borrkärnor

Märkning Antal fryscykler

7 14 28 42 56

Ackumulerad mängd avflagat material (Kg/mZ)

CM 1 0 . 48 0 . 62 0 . 93 1.10 1.21

CM 2 1.10 SF = - =

CM 3 2.31 4.31 7 , 54 SF av

CM 5 0 . 75 1.68 2. 21 2 . 64 3. 44

SF = Sönderfrusen

Av tabellen framgår att CM-borrkärnorna ej klarade frostprov=-ningen enligt de krav som normalt ställs på betongkonstruktioner. För acceptabel frostbeständighet krävs att den ackumulerade mängden avflagnat material vid 56 cykler skall vara mindre än 1 kg/mZ. Kravet bedöms emellertid ej vara lika strängt för CM som för betong då ytan kommer att skyddas mot salthaltig miljö av ett asfaltslitlager. För CM finns för närvarande inga frostbe-ständighet skrav.

11

Mikroskopisk analys av cementbruket utfördes på tunnslip från borrkärnorna. Analysen bestod dels av en kvantitativ bestämning av avståndsfaktor, specifik yta och lufthalt dels av en kvalita-tiv bedömning. (Se bilaga 3).

För att säkerställa kravet på frostbeständighet bör betong med anläggningscement ha ett luftporsystem med specifik yta större än 25 mm! och avståndsfaktor mindre än 0,20 mm. För betong med Standard Portland cement, som används i CM, finns inget entydigt samband mellan luftporsystem och frostbeständighet. CM innehåller dessutom flygaska vilket kan ha en ogynnsam inverkan på frost-beständigheten.

För samtliga fyra prov var avståndsfaktorn mindre än 0,20 mm. Ett prov hade specifik yta mindre än 25 mm 7l.

Vid den kvalitativa bedömningen ansågs tre prov ha acceptabel kvalitet medan ett prov var av mindre god kvalitet.

3.6 Asfaltjustering och asfaltslitager

Den färdiglagda CM-ytan förseglades med bitumenlösning (typ BL 20RK) . Detta skall göras så fort som det är möjligt att trafikera ytan med asfaltspridare. I detta fall gjordes förseglingen dagen efter spridningen av cementbruket. Förseglingen används dels som tätande membran för vattenavdunstning dels som klister för ovan-påliggande asfaltlager.

Det cementbruksbundna bärlagret (CM-ytan) blev förhållandevis o-jämnt (se bilaga 4). Detta var en följd av de spår som roter-bilarna gjorde i det obundna makadamlagret. En annan orsak var att enstaka makadamstenar revs upp av cementbruksspridaren och fastnade i ytan. Ojämnheterna justerades med asfaltmassa (HAB 127). I genomsnitt åtgick ca 70 kg/m (ca 30 mm). Efter justeringen lades 80 HAB 12T som slitlager.

Bild 4. På den asfalt justerade ytan lades slitlagret 80 HAB 127.

3,7 Mätning av jämnbet

Vägens

_

jämnhet i längdled har mätts med s k Chloe-mätare. Jämn-heten i tvärled (spår) har registrerats med VTI:s lasermätare (Primal). Mätningarna har utförts vid olika tillfällen på färdigt slitlager. Första Chloe- och Primalmätningen utfördes före tra-fikpåsläpp 1988-06-27. Vägens jämnhet sförändring kommer att föl-jas med mätningar några år framåt. I figur 3 redovisas resultat från Chloe-mätningar 1988 och 1989. En nylagd beläggning bör ha ett Chloe-värde på minst 4.

Mätningarna visar att CM-vägen har ett något lågt jämnhetsvärde. CHLOEMÄTNING CM-FPROVVJäG NORSHOLM

! s CM hål J [SC FCH j 4 Fn.: l..! '.'. ig 'nun'n'n 4 RG REF 1 o_{". 008 a'} 's IE (RX,©" "et Ta" o a rr et » os_snh Tal rxx)_{Ben Sa}Se _{Lo tl}tfrgålkh. SQ S "(håla fs r -._.' a ö 'x-e".

'x v % I'J't F'l ...! h... 'N fx .I- i: at let

,'( NS % lan.-. ",,-(...,! m % R.J.-(.,.ll..."N'] na % 19 "...) Rya P9 Let Ce '.'. ** % "a_n * v d 29 Ra t.sina...-a...! :" S fer" "'>';?" P x. **,'n' *** "... 'IÄ ... l'- 51. N...-'.x' # FaS "% **, **,I' # 'i'-' *% s "* et % an ...-_ b Fn "*, törn .... s* "... % s. F.. ..." JB.- ä

I. I... .k'.ål .la I. "I N Ä.. l.. I. I.

I IN 53, "u_ 'n'-_ .:.H $.:- .'g.' 29 %*: + :., vx: .:

ä s

0 0

No] tet] Jat] le ss e ce] l rt S V

-fes sn. c fs "s tel De (280 2

& q.'f'l '.- .

% *I 2

'n. **, 'o- kl.. 5.2. y .... "s !... u'l'b o'l'u 3-5 -l. "* ...nu-. Söt 42 'I. .I_ l'l. 'n ...: ... u»

sn et eo hse o

N t rsn a f f fa erar sr

l m 0 fele Sak Ros s tal loSell 5

Kors T e Sk s e s ce 20s nl r ns e le LI " " l"'- IF.. l.. R%. k kd Ä' ['. ':'. o o l e s te] nec] % '.'. i ; Å'--:".':.n'.':-n'l '_' '... '.'-5 känga-JR. ut:.-S e nn e lad De cell g fas t 18 P». 's _ E I i ' $86 8985 3918 Figur 3

-Resultat av Chloe-mätningar 1988 och 1989, VTI MEDDELANDE 631

13

Primal-mätningarna,

tydlig spårbildning för 1988 och 1989.

3.8 Mätning av "bärighet"

mätning av jämnhet i tvärled, visar på

obe-Provbelastning med fallvikt har utförts vid tre tillfällen under 1988. Första mätningen utfördes på förstärkningslagret, andra mätningen på CM-ytan och tredje mätningen på färdig konstruktion

(asfaltslitlagret) .

I figur 4 redovisas centrumdeflektionerna tre mättillfällena. Provbelastning ut fördes

som uppmättes vid de längs vägen var 20:e m på vänstra väghalvan (körriktning mot Norsholm) .

Ex ) Lv 1 _. C E N T R U MDE F L E K TION , m m S* 1 -- FÖRST. LAGER -> CH-VTÅ -= (.M+TOPP Figur 4 Cent

Då tjockleken på CM-lagret varierade mellan det svårt att räkna i olika punkter var

CM-lagret. Ett ungefärligt värde torde vara 7 dygn. VTI MEDDELANDE 631 SEKTION (C TA +21 ca 100 mm till 150 mm ut E-modulvärdet för ca 15-20000 MPa efter

14

3,9 Kartering av sprickor

En viktig del av uppföljningen är att dokumentera skador som uppkommer. Vid inspektion som sker vår och höst noteras i första hand sprickor som finns i slitlagret. Våren 1990 kunde ett antal tvärgående sprickor iakttagas. Dessa beror troligen på CM-lagrets längdförändring vid temperaturvariationer (temperatursprickor) . På några lokala ytor fanns längsgående sprickor i hjulspår och i något fall också början till sprickmönster (se bilaga 5). I dessa fall beror troligen skadorna på att CM-lagret har otillräcklig tjocklek på grund av dålig nedträngning av cementbruket i maka-damlagret. För att klargöra skadeorsaken kommer prov att tagas upp från CM-lagret under hösten 1990.

4 PROVSTRÄCKA PÅ vÄG E18 VID BÅLSTA

4 . 1 Beskrivning av försöket

Provsträckan är belägen på nya motorvägsleden E1l8 vid Bålsta i körriktning mot Stockholm. CM-sträckan som är 200 m lång (sektion 21/420-21/620) utfördes 11-12 oktober 1988. Som referens används en 200 m lång sträcka med AG-bärlager (sektion 21/820-22/020) . Sträckornas läge framgår av figur 5.

CM- PROVSTR. BÅLSTA TRPL 4 Po 2 Enköpingäm uo lb sa rQ stockholm

Figur 5 Läge för provsträcka och referenssträcka

15

Vägavsnittet där sträckorna ingår är dimensionerat för trafik-klass 6 enligt BYA (1000-2500 tunga fordon per dygn) .

CM-lagret består av ett 15 cm tjockt lager av makadam (30-80 mm) vars hålrum har fyllts med ett lättflytande cementbruk (0-4 mm) . Makadamen togs från vägverkets kross vid väglinjen. Cementbruket tillverkades vid Skanskas betongfabrik i Bålsta.

I figur 6 visas uppbyggnaden med CM respektive AG.

CM - överbyggnad

(pfövsträcka):

Asfalt - överbyggnad (referenssträcka):

35 mm HAB 181

35 mm HAB 167

35 mm MAB 16T

95 mm AG 25

e

_x

_{120 mm BÄRLAGERGRUS}

Å

SES

111111 11 11111 TL 1 11) Sandigt grus

Sandigt grus

bt i pri did: fi bi i i 1 1 förstärkningat.

förstärknings!.

DD!!! ! :] undergrund

prpppppppprprpgpgpgpgpg;pgf undergrund

Figur 6

CM- resp asfaltöverbyggnad

Arbetet med att sprida cementbruket tog två dagar i anspråk.

Erfarenheter från försöket vid Norsholm, där spår bildades i det

obundna makadamlagret, gjorde att man ville undvika trafik direkt

på makadamen.

Första dagen användes en betongpump för att pumpa cementbruket

från roterbilarna till bruksspridaren. Betongpumpen och

roter-bilarna använde vägrenen på befintlig väg.

16

Andra dagen var det planerat att cementbruket skulle trans-porteras med bruksspridaren från ett omlastningsställe till spridningsstället. Bruket separerade emellertid under transporten och betongpumpen fick hyras in även andra dagen.

Undergrunden vid provsträckan bestod av sandigt grus, material-grupp A, B. Detta material kunde användas till förstärknings-lager. Gruset var något instabilt att trafikera och tätades före packning med ett 50 mm tjockt lager av bärlagergrus.

4 , 2 Förprovning av cementbruk

Receptet till CM-bruket togs fram av VTI tillsammans med Thomas Johansson vid Skanska.

Som ballast användes två stycken sandfraktioner 0-2 och 0-4 mm. Siktkurvor finns i bilaga 6.

Nedan följer en sammanställning av recept och provningsresultat för CM-bruket . Kg/m3 Sand 0-2 / 392 Sand 0-4 914 Cement (Std.P) 350 Flygaska 180 Vatten 279

Luftporbilare (micro air) 1.05 Flyttillsatsmedel (V 33) 8.75 Lufthalt med flyttill- 4 , 5

sat % Utbredningsmått, mm 850 Tryckhållfasthet, MPa 22 (+20%C 7 dygn) Vet 0 . 80 Vbt (30 % av flygaskan 0 . 69 medräknas) VTI MEDDELANDE 631

17

4 . 3 Utläggning av makadam

Makadamen som användes togs från Vägverkets krossverk vid väg-linjen. Den använda fraktionen som benämndes 30-80 mm var smut sig och hade mycket över- och underkorn.

Makadamen lades ut med samma typ av

makadamutläggarep(Edsbyn

Level) som användes för provsträckan vid Norsholm.

Vid utläggningen uppstod problem med att stora stenar fastnade

i

makadamutläggarens spalt. Efter viss modifiering av spalten kunde

utläggaren hjälpligt användas.

Vid makadamut läggning med denna

typ

av läggare får

största stenstorleken ej

vara större än ca

100 mm.

Resultatet blev dessvärre ej särskilt bra och ytan måste

avjämnas med byggnadshyvel. Denna lämnade emellertid spår efter

sig i makadamlagret. Överytan på det färdigutlagda makadamlagret

blev av denna anledning mycket ojämn. Makadamlagret vältades med

en traktordragen vibrationsvält.

Bild 5.

Utläggning av makadam med byggnadshyvel.

18

Makadamlagrets tjocklek bestämdes med höjdavvägning före och efter makadamutläggning. Tjockleksbestämningen finns i tabell 5.

Tabell 5 Makadamlagrets uppmätta tjocklek (cm).

Avstånd Sektion från VM _ 21/420 -21/460 _ 21/500 _ 21/540 _ 21/580 H 2 m 6 16 19 16 14 H 3 m 19 17 19 17 17 H 4 m 20 17 17 18 18 H 5 m 22 19 0 18 17 18 H 6 m 23 17 19 17 19 H 7 m 24 17 18 17 19 H 8 m 23 19 19 16 19 H 9 m 20 18 19 15 18 H 10 m 19 18 18 15 17 Medel 20 18 18 16 18 4 . 4 Spridning av cementbruk

Cementbruket spreds med samma ombyggda asfaltutläggare som an-vändes vid provvägsbygget vid Norsholm. För att undvika trafik från betongbilarna på den obundna makadamen provades två olika produktionssätt.

Första dagen pumpades betongen från roterbilarna till tråget på läggaren. Betongpumpen, typ Putzmeister, arbetade från vägrenen på befintlig väg, (se bild 6).

iesä cl Le t d SA rt001 ulPll » tt 5F22 -Ferr E % B - + Bild 6. Fyllning av läggartråg med hjälp av betongpump.

19

Innan cementbruket började att spridas vattnades makadamen.

Cementbruket spreds i fyra drag som vardera var 3 m, dvs total bredd 12 m. Första dagen lades cementbruk på en ca 110 m lång sträcka, dvs sektion 21/420 - 21/530.

Under första dagen spreds cementbruket utan problem. Cementbruket hade jämn och bra konsistens och betongpumpen fungerade mycket bra.

Andra dagen skulle enligt planerna cementbruket hämtas vid en om-lastningsramp och transporteras till utläggningsplatsen i sprida-rens tråg. Under transporten separerade cementbruket i tråget. Slangar och ventiler sattes igen och spridaren måste rensas från cementbruk. För att kunna transporteras i tråget måste bruket göras mindre separationsbenäget. Dessutom bör tråget förses med bättre omrörare. Betongpumpen användes också andra dagen och läggningen gick till på samma sätt som nämnts tidigare.

Andra dagen lades cementbruk från sektion ca 21/530 till 21/620, en ungefärlig längd av 90 m.

I bilaga 7 visas läget för varje lass. Under första dagen lades ca 1300 mZ och under andra dagen ca 1100 mZ. Andra dagen kom läggningen ej i gång förrän mitt på dagen. Under ca 5 timmar lades 1100 m vilket ger läggningskapaciteten drygt 200 mZ/tim.

4 , 5 Provtagning och provning av CM

Vid tre tillfällen under varje arbetsdag tillverkades provkuber av cementbruk. Nedan visas resultatet från provtryckning av till-verkade provkuber.

20

Tillverk- Tryck- Ålder Lufthalt

ningsdag håll-fasthet MPa dygn % 881011 FM 23 10 4 , 2 881011 FM 25 10 3 . 7 881011 EM 23 10 3,7 881012 FM 22 9 5 . 2 881012 EM 19 9 9.0 881012 EM 19 9 7.5

Samtliga kuber har klarat tryckhållfasthetskravet i förslaget till tentativa anvisningar (se bilaga 1).

Innan CM-ytan asfaltjusterades togs prov ut från CM-lagret, 10 st borrkärnor och 6 st balkar.

Av balkarna valdes 2 st ut för bestämning av böjdraghållfasthet enligt modifierad metod SS 13 72 12. Modifieringen innebar att balkarna ej lagrades under vatten och att stenstorleken var större än 32 mm (makadam 30-80 mm) .

Balkarnas ålder vid provtryckningen var ca 10 månader.

Resultatet framgår av tabell 6.

Tabell 6. Resultat vid provtryckning av balkar.

Balk nr Tagen vid Böjdrag- Ålder sektion hållfasthet månader

MPa

3 21/530 3.0 10

4 21 / 498 2.6 10

Resultatet visar att CM-lagret har en god böjdraghållfasthet (jämför 3.5) .

21

På övriga balkar och borrkärnor mättes cementbrukets nedträng-ningsdjup vilket varierade mellan 6 och 17 cm. Att cementbruket ej överallt hade trängt ner 15 cm som planerat beror troligtvis på att makadamen hade mycket underkorn vilket försvårade eller förhindrade _cementbruket att tränga ner till underliggande grus-lager.

4 . 6 Asfaltjustering och asfaltslitlager

Den färdiglagda CM-ytan bör förseglas med bitumenlösning (BL 20 RK) så fort som det är möjligt att trafikera ytan med asfalt-spridare. På grund av väderleken (regn) gjordes detta några dagar efter spridningen av cementbruket. Förseglingen används dels som tätande membran för vattenavdunstningen dels som klister för ovanpåliggande asfaltlager.

Asfaltlagren lades i juni 1989 ca 8 månader efter CM-ytans färdigställande.

För att bli tillräckligt jämn måste den ojämna CM-ytan asfaltjus-teras med två lager (MAB 16T) . I genomsnitt lades totalt 134 Kg/m2Z (ca 55 mm) . Detta är betydligt mer än vad som var planerat (se fig 6 sid 15). I Norsholm var justeringslagret ca 30 mm tjockt (se 3.6) .

Efter asfaltjustering lades 35 mm HAB 16T som slitlager. Asfalt-lagrens tjocklekar mättes med hjälp av avvägningsinstrument. Medeltjocklekarna framgår av tabell 7.

Under 1992 är det planerat att ett nytt slitlager av HAB D skall läggas.

Tabell 7. Lagertjocklekar mätta med avvägningsinstrument .

Sektion Justeringslager Slitlager

mm mm 21 /420 39 50 21 /460 54 4 2 21/500 53 50 21/540 66 47 21/580 54 46 VTI MEDDELANDE 631

22

4 , 7 Mätning av jämnhbet

Mätning av jämnhet i längdled sk Chloe-mätning och mätning av jämnhet i tvärled sk Primalmätning utfördes hösten 1989 på färdigt slitlager.

Vägens jämnhetsförändring kommer att följas några år framåt.

I figur 7 framgår resultatet från Chloe-mätningen dvs. jämnhet i längdled.

Chloe mätning E18 Bålsta 1889-10-26

20% "s, "a.*-._ k 8

4 - e

s n a.,- =. '="' _. &: P, "a_n R's 5.2. %.". x, ' Ra "% %'5 g .." - fu 4 l %*. '.'x S'. l - 1

t a

M ...-'I &I's '&'- ... NN '.h u ' D N... * ". .N- ""l

..!-f a e Us - Ys x nyo 8 % 4, f het n rs n +. 1 3 1 "%s x'. a .NR "n % o "A P % &) "- än. 'n * k * 'I. 't. % * % FNs .SE 'N, örel' + I. n" O' '.'.M vI. s ö4. %I- % $* .". x., 'N. # 5 '. x .N- » U N.. % 55%. '="'. © 'N'-ga-ä'tä Fn, Sa '&'-. e s, 5 '.. s ll lf » .- 0 .l. kt s fa. 9, Sy 98 f % fö fe, ts, ts m 2 * e N'n SN *..5. .." 555, .-'- 4 Me. 'x '.'. ...-.*- ä, * * 1 'N. %u.. ...-' "ns.. .fi. ".. . "H.- , %& ""- ..'n_ ...5. **, l..- ; 'K_Xls ax.-N' e5.- rläx 5.- XX * m k. NE.. ... :x. xx. u...- "S' !.».- -__'N kl i'u. 525 &... NH... *. 'q "__

. 0 * * * +. hol *ll * k,* PS e9 De 5 a l r lm "*., T , 8 .. . S ["-. "&R fr "%, "8, " l ha k 9, % fu ch -m Sa , f Ö f fa 3.5 m %, " ..?. II -.. - n- o SL Th TS,_{So f % *s* . -}ft s 'n _Lsf fs T_{s n 9} n, %_{Us, "8}4 v n fs Ts, f &_. ä e m t Tr » N.. :.... Ä, lh- &... %, ** '|' &- fe > 'I k. 3 R ..»... "-i .H.. &. *" k 8 my '.' n IKL ...-4 9. NL ..: F'L - lx' "> '.' 1 i | CH-provväg Referenssträcka

Figur 7. Resultat från jämnhetsmätning 1989-10-26.

Chloevärdet var för CM-sträckan 4.0 och för referenssträckan med

AG-bärlager 4.4 vilket anses bra. En nylagd väg bör ha ett

Chloe-värde på minst 4.

Jämnhetsmätning i tvärled visar att spåren för närvarande är

obe-tydliga.

23

4 . 8 Mätning av "bärighet"

Den färdiga ytan provbelastades med fallvikt några dagar före trafikpåsläpp. Mätningen utfördes med en 5 tons fallvikt med automatisk registering av deflektioner i centrum och vid 30, 45 resp 60 cm från belastningscent rum.

Makadamen som lades ut var lokalt mycket tät varför cementbruket på vissa ställen hade svårt att tränga ner till erforderligt djup. Tjockleken på CM-lagret varierar alltså längs sträckan.

På grund av detta är det svårt att beräkna E-modulvärden för CM-lagret med hjälp av fallviktsmätningarna. Ett ungefärligt vär-de torde vara ca 15-20.000 MPa (jämför CM-provväg Norsholm) . Provning av böjdraghållfasthet på upptagna CM-balkar (se 4.5) visar att CM-lagret har hög hållfasthet. Detta pekar även på ett högt E-modulvärde.

I figur 8 visas sjunktrattar som har uppmätts med fallvikt för CM-sträckan och referenssträckan. Av figuren framgår att centrum-deflektionen för CM-sträckan är ungefär hälften av vad som är uppmätt på referenssträckan. Av sjunktrattens utseende framgår att CM-överbyggnaden är betydligt styvare och därmed kan fördela trafiklast betydligt bättre än asfaltöverbyggnaden.

Fu ja Fo gk åt i k a ; e avv enn gp så di ga a som 24 gf 8 T* AT] G P Tå kx 31] å 3 KÄ 1 1 i 49 å i 1- i31i; å 3.143 51 ? 1 31 å 4 i 4 iJun? så.-sån.; ETEE

? (HM TTNA 31 1 vfjo aft Std d Lidl, % i G05 d&LXeddish. 3 CM+- sträcka 1 skr i. S gsomaa" Ren ___ ___.- ___-___. e Tse 1eegn 18 0 0 "=. Ref. sträcka ___.--.3 un t __ -$ R_____u __-"___ +. 0 s e 3 v a i v 4 i *å i I i i 1 i i = 3 jer , i m i m ** (1 4 1 43 45 d 15 3 15 38 15

du l paj = u F & 3 TTSTT 5 tj %muut & Ao AUSTSHD FRåHX BELÅSTHINGSOEHTRÄUA ca.

Figur 8. Sjunktrattar uppmätta med fallvikt på CM-resp asfalt-överbyggnad, 1989-10-26.

4 . 9 Kartering av sprickor

Eftersom asfaltlagren lades på sommaren 1989 låg CM-ytan otrafi-kerad och synlig ca 8 månader under vintern 1988-89. Detta gjorde det möjligt att inspektera CM-ytans tillståndsförändring under vintern. Vid inspektion i slutet av oktober 1988 kunde inga sprickor upptäckas. Vid inspektion januari 1989 kunde tre hårfina tvärgående sprickor noteras. Sprickorna hade troligen bildats under den kalla perioden i november. Avståndet mellan sprickorna var ca 50 m. Vid inspektion juni 1989 strax innan asfaltlagren pifördes hade inga nya sprickor bildats. I bilaga 8 finns ett sprickkarteringsprotokoll från inspektion 1989-06. Sommaren 1989 överlades CM-lagret med asfalt. CM-sträckan och AG-sträckan kom-mer årligen att inspekteras med avseende på framtida sprickor. Vid inspektion våren 1990 kunde inga sprickor noteras i slit-lagret varken på CM- eller AG-sträckan.

25

5 ARBETSLÄGET FÖR CM

5.1 Metoden

Cementbruksbunden makadam (CM) provades som bärlager redan på 1960-talet. Man hade emellertid vissa problem med att sprida bruket och att få bruket att tränga ner tillräckligt i

makadam-lagret.

Med dagens tillsatsmedel är det möjligt att tillverka ett

cement-bruk

som väl uppfyller kraven för användning till

cementbruks-bunden makadam.

Spridningstekniken har

förbättrats men

fort-farande

saknas en

fullständig produktionsmetod för att

sprida

cementbruket .

För närvarande

är

det huvudsakliga problemet att

den obundna

makadamen med sin ensartade

sammansättning är så

instabil att

spår

lätt

bildas

efter lastbilar

(roterbilar) som trafikerar

ytan.

Resultatet

blir att makadamlagret

blir ojämnt och att

bruksöverskott samlas i hjulspår. Vid spårbunden trafik kan

maka-damen tryckas ner i

underliggande gruslager, vilket medför att

delar

av hålrummet

fylls med grus som tränger upp. På

sådana

ställen håller CM-lagret sällan den rätta tjockleken och framtida

skador

kan inträffa. Vid Bålsta-försöket hölls

all trafik borta

från det obundna makadamlagret.

Roterbilarna gick på den gamla

väghalvan och cementbruket pumpades med betongpump från bilarna

till

bruksspridarens tråg. Denna teknik var

utmärkt. Tyvärr har

man ej alltid tillgång till en extra väg längs byggnadsobjektet

som kan användas

av roterbilar och betongpump.

En mer

allmän-giltig produktionsteknik måste därför tagas fram.

Den av Vägverket ombyggda

asfaltutläggaren som har använts för

spridning av cementbruket fungerar i stort sett bra. Problemet är

som tidigare nämnts den

spårbildning som roterbilarna

lämnar i

den obundna makadamen då de backar upp mot bruksspridaren för att

lossa sina lass.

26

Följer man det förslag som VTI har tagit fram till tentativa an-visningar för CM (se bilaga 1) och speciellt nedanstående prakti-ska råd, finns goda möjligheter för att åstadkomma ett bra CM-bärlager.

o Makadamlagret bör läggas med makadamutläggare (t ex Edsbyn Level) på ett jämnt och väl packat underlag (förstärknings-lager)

0 En kort makadamfraktion skall användes med liten andel över-och underkorn (normalt 32-64 mm)

o Cementbruket måste ha lättflytande konsistens (utbrednings-mått 800 mm) för att kunna tränga ner i makadamlagret

o Cementbruket skall spridas jämnt över ytan med sådan mängd att hålrummet i makadamlagret fylls. Spridningstekniken måste vara sådan att spår inte bildas i det obundna makadamlagret.

Ovanstående punkter är nödvändiga förutsättningar för ett bra ar-bet sut förande .

5 . 2 Kostnadsbilden

Cementbruksbunden makadam (CM) har ej utförts i någon större om-fattning i Sverige. Metoden att använda CM som bärlager är för närvarande i utvecklingsstadiet. En redovisning av kostnaderna för de utförda provsträckorna kan av denna anledning bli något missvisande. Det kan dock vara intressant att få en uppfattning om kostnadsbilden i dagsläget (1988 års kostnadsnivå) . Förbättrad spridningsteknik och större objekt kan troligen minska kost-naderna för CM.

Ett försök till kostnadsjämförelse har gjorts av Vägverket för provet på E1l8 vid Bålsta (trafikklass 6), där kostnader har fram-tagits för överbyggnad med bärlager av AG respektive CM.

Beräkningsförut sättningar:

a Kostnader för asfaltlager är hämtade ur Vägverkets uppfölj-ning 1987 som uppräknats 5%

- Kostnader för grus- och bergmaterial är hämtade från Väg-verkets byggarbetsplats vid Grillby (väg E1l8)

- Kostnader för CM-lagret (tjocklek 15 cm) är hämtade från för-söket på E1l8 vid Bålsta

27

Material- och utläggningskostnad 19 kr/m2 för makadam 30-80 mm

Materialkostnad för cementbruk 42 kr/m2 Spridningskostnad för cementbruk 9 kr/m2 inkl betongpump

Försegling av färdig CM-yta med RAK 3 kr/mZ Totalt: 73 kr/m2

Resultat av kostnadsjämförelse mellan AG- och CM-bärlager:

MIN. TJOCKLEKAR I TRAFIKKLASS 6

f GRUSÖVERBYGGNAD

ÖVERBYGGNAD MED CEMENTBRUKSBUNDET

(GBÖ) ENLIGT BYA - 84

BÄRLAGER (CM)

KOSTNAD kr/m

KOSTNAD kr/m

oe 35 mm HAB 167

L

_ 35 mm HAB 167 -35 mm MAB 167 2: 145 mm AG 25 91 150 mm CM 73 u. 50 mmJ BÄRLAGER 15 120 mm BARLAGER 20

SUMMA 111 kr/m EXTRA FÖRST.LAGER 3

SUMMA 112 kr/m FÖRSTÄRKNINGSLAGER FÖRSTÄRKNINGSLAGER

Jämförelsen _{visar att i trafikklass 6 (E18 Bålsta) är kostnaderna} ungefär lika för AG- och CM-bärlager.

För _{trafikklass 7 fås lägre kostnader om man använder bärlager av} CM. För lägre trafikklasser blir troligen resultatet det motsatta.

28

MIN. TJOCKLEKAR | TRAFIKKLASS 7

GRUSÖVERBYGGNAD_{.. ÖVERBYGGNAD MED CEMENTBRUKSBUNDET} (GBO) ENLIGT BYA - 84 _{BÄRLAGER (CM)}

KOSTNAD kr/m

35 mm HAB 16T mos _{o 35 mm HAB 16T} KOSTNAD kr/m 35 mm MAB 16T 21 195 mm AG 25 122 180 mm CM 84 50 mm J BÄRLAGER 15 120 mm BÄRLAGER 20 EXTRA FÖRST.LAGER 5

SUMMA 125 kr/m

|

I

_{SUMMA 142 kr/m}

_{FÖRSTÄRKNINGSLAGER}

! 1 FÖRSTÄRKNINGSLAGER

29

Förteckning över bilagor

Bilaga 1 Förslag till tentativa anvisningar för makadam (CM)

Bilaga 2 Kornkurvor för sand till cementbruk, vid Norsholm

Bilaga 3 Mikroskopisk analys av cementbruk, från Norsholm

Bilaga 4 Jämnhetsmätning med rätskiva på CM, vid Norsholm

Bilaga 5 Kartering av sprickor i slitlagret, vid Norsholm

Bilaga 6 Kornkurvor för sand till cementbruk, vid Bålsta

Bilaga 7 Produktionsplan för cementbruksspridning, vid Bålsta

Bilaga 8 Kartering av sprickor i CM-lagret, vid Bålsta

us e Ll sA 85, 2 Ee e ä. $ ): 7 es - 33 FD! l v p ty Wser, 5 s F i E er sx : ka St an s i 2 va d! -6 P & 20 00 . 49 9 bo n fr un na 1 NY l Sg 0 lw nq ." å. . S =#2 Å & *på n . => "> = &/ &Ze sr eg 5s d1 &V VegPa 27 3 5 r. s- St 2i-E r+ m" = HJ NY GY XY N JN IN SI AN Y VA LL VL NA L TI LL 9V IS 4Q 8 Jo n] SU ]

_D

Q

QQÄ

EKQ

.RQ

1

8

.[

(L)

I

PTS

ebe

1

tta

Väg- och Trafik-atv

ä-M/nstitutet

Bilaga 1

Sid 2

1987-02-18

Dimensionering av cementbunden makadamöverbyggnad

(7)

Trafikklass

3

4

5

6

7

Dimensionerande trafik

50-100

100-500

500-1 500

1 500-3 000

>3 000

Lager:

Ungefärlig tjocklek, mm

Slitlager| Y1B

15

Y2B

25

| 0G

40

MAB,HAB,TOP

20 35

35

35

35

Bärlager AG

35

35

.

V

_

- Bärlager CM.

145

130

30

140

150 ,

180

Lager

Minsta tjocktek, mm

Slit!lager+ Bärlager AG

25

40

35

35

70

70

Slitlager+ bärlager, totalt

170

170

175

220

250

Material

Får inte ligga närmare vägytan än, mm

A, B

170

170

175

220

250

Medelköldmängd, d?C

Q

©

0

©

©

848 218 48 218 18 21 E 18

_{v - Alv R- A v}

*

8

18

2

SS./x

v

©2

-

v

22

A

C, DS

vd

_{250 250 300/300 300 400/ 4090 400 500 |500}

₅₀₀

₆₀₀

₆₀₀

₆₀₀

₇₀₀

nd

_{300 400 500/400 500 600! 500 600 700 /600}

₇₀₀

₈₀₀

_{700 . 800}

₉₀₀

Di, ES vd

_{400400 500/500 500 600| 600 600 700 |700}

₂₇₀₀

₈₀₀

₈₀₀

₈₀₀

₈₀₆₀

nd

500 600 700/600 700 800| 700 800 9300

8300 1000

900 1000 i 100

D2

vd

_{500 600 7001600 700 800! 700 800 900 |800}

_{900 1 000}

_{300 1000 1 100}

nd

600 600 7001700 700 800] 800 800 900 |300

900 1000 |; 000 1000 1 100

E

₇₀₀

₉₀₀

_{1 000}

_{1 100}

1 200

1 1987-02-18

FÖRSLAG TILL TENTAÄTIVA ANVISNINGAR

Bärlager av cementbruksbunden makadam

Bärlager av cementbruksbunden makadam består av ett makadamlager där hålrummen är fyllda med cementbruk.

.0 1 MATERIAL

ö

_Qement skall uppfylla kraven i gällande statliga cementbestämmelser

eller vara godkänt av vederbörande statlig myndighet.

Makadamen skall ha rena ytor och vara fri från lera eller andra kletiga

material. Den får ej innehålla kemiskt aktiva material eller andra

föroreningar i sådan mängd att det kan inverka skadligt i betong.

Krossytegraden skall vara minst 50/20 (krossat [alla sidor/okrossat se

A0.110:11 4.2.1.26).

Makadamens minsta stenstorlek bör inte vara mindre än 32 mm och den

största begränsas till 2/3 av lagertjockleken. Normalt används 32-65

eller 40-80 mm makadam. Fraktionsgränserna bör vara snäva för att få

en lättare nedträngning av bruket i makadamen.

För att uppnå en god stabilitet under byggnadsskedet rekommenderas

att makadamen inte är alltför kubisk, utan att en viss stänglighet finns

hos makadamen. Ett längdtjockleksförhållande där 25-35 % överskrider

3:1 har visat sig ge god stabilitet.

Pruket utförs av välgraderad sand. Maximala kornstorleken får normalt

ej vara större än 8 mm och bör avpassas efter makadamlagrets täthet.

Bilaga 1

Sid 3 (7)

Bilaga 1 00 Sid 4 (7)

2 1987-02-18

Grovmo Mellansand Grovsand Fingrus Grovgrus

0,06 0,2 0,6 2 6 20 ' .. omnia => ha E rs ä v t 100 ;_{N )}4 _{> %}4 _B m _{ber 4 i}4 _{k t o}d _{T T TT}de 99 | 1-1 e i R-. i '_t 00%_{D .}f - 3_{1 - |}i J-_, - _|13 . 1 80 |: o _ . d 4 2 » ' f ? i o -o ft 7 % z q/ 009: | _{f 0} 1 t f t - % t 70 k_{v "} o_{' t'} d._{o %}: _{F s} si-_{% - +- 1} 4 t. J L J - / - f + cs" t. g + i x t + + i å - J 1) 60 [1-1 s s i 3 50 |; kl " 4 l + 0 a 1 U D F 1 ? : 7 N E i f " s H_i 2_" * ,_i g! å ;_i to ff₂ i - 4 40 (%r 7 7 åi-f i # - - 7 » !; »k f t . L. : 5 + d_k 9 U 30 |: P a s s e r a n d e m ä n g d , v i k t p r o c e n ! f. s k + 1 . . . 1 . J -t. 10 [T d. m= h . t. + h 4 x . . o e u e s s e e a . av a öv en pt org grr | f 0,074 0125 0,25 0,5 1.0 2 4 _5,6 B 11,2 16 20 32 50 64

Figur 1. Rekommenderade gränskurvor för sand till bruk.

Kornkurvan bör ligga inom de i figur 1 visade rek. gränskurvorna.

Vatten får ej innehålla föroreningar, som kan inverka menligt på cementens bindning eller på hållfasthet och beständighet hos den cementbundna makadamen.

02 ARBETSRECEPT

Brukets sammansättning skall på förhand bestämmas på godkänt labora-torium. Det skall vara så lättflytande att den vid lätt vibrering tränger ner i makadamen och inte separerar.

Konsistensen bör vara minst 300 mm mätt på skakbord utan 15 lyft-ningar. Brukets tryckhållfasthet (kub) skall vara större än 15 MPa efter 7 dygn.

Normalt används 250-350 kg/m3 cement (viktsblandning cement:sand inkl filler

1:64), För att motverka eventuell separation tillsättes normalt

Bilaga 1 Sid 5 (7)

3 1987-02-18

Cementhalt skall vara minst 250 kg/m?2.

Blandningen skall, för att öka dess frostbeständighet, innehålla minst 6 % luft vid max 8 mm stenstorlek.

Vattencementtalet skall vara högst 0.75.

I

För att minska mängden vatten och därmed förbättra brukets

bestän-dighet bör godkänt flyttillsatsmedel användas.

Vattenseparationen enligt SS 137127 begränsas till 2 %.

Arbetsrecept baserat på förprövning skall innehålla följande:

- Cement mängd/m3

- Vatten mängd/m?

- Sand mängd/m3

- Filler mängd/m3

- Eventuellt tillsatsmedel/material

samt erhållen:

- Lufthalt

- Vattenseparation

- Konsistens skakbord

- Tryckhållfasthet

03

UTFÖRANDE

Makadamen utlägges och packas så att makadamlagret blir så fast att

den kan trafikeras utan att nämnvärd spårbildning uppstår. Den

färdig-packade makadamen får ej ha större ojämnheter än 20 mm mätt med en

5 m lång rätskiva. Ojämnheter justeras med samma makadam som i

övrigt. Packning skall utföras med vidrerande envalsvält med statisk

linjelast minst 15 kN/m - minst 6 överfarter - eller likvärdig packning.

Normalt används vibrovält men slätvält kan även behöva användas

för att få tillfredsställande jämnhet.

l 1987-02-18

Makadamlagret vattnas lätt före utspridningen av bruket. Vattningen får ej skada det underliggande materialet. Tillverkning av bruket till CM skall göras på godkänd betongstation.

För att bibehålla makadamlagrets stenskelett intakt under byggnads-skedet bör för utläggning och nedvibrering. av bruket en speciell bandgående utläggningsmaskin med vibreringsmöjlighet användas.

Bruket sprides ut likformigt över makadamlagret till sådan

mängd att

hålrummen blir väl fyllda efter en lätt packning med vibrering.

Vibreringen får ej fortgå så läng-e att makadamen blir övermättad med

bruk och därmed instabil. Bruksåtgången är normalt 40-45 % av

maka-damlagrets volym.

Bruket skall utgöra en sammanhängande yta, men stenarna skall ändå

vara så pass synliga att ytan likväl blir "knottrig", så att en god

vidhäftning mellan bärlager och slityta erhålles. Eventuella ojämnheter

kan justeras med fin makadam och bruk innan ytorna torkat.

Justering kan också göras med asfaltbetong efter det att ytorna är väl

torra.

Bärlagret får ej trafikeras förrän det har fått tillräcklig styrka.

Normalt kan lätt trafik påsläppas efter 3 dygn och tung trafik efter

7 dygn, om inte annat kan påvisas.

Cementbunden makadam skall skyddas mot uttorkning.

Skydd mot uttorkning kan ske genom försegling med bitumenlösning

BL 20 RK med ca 0,6 kg/m2.

04

KONTROLL

Kontroll av cementbunden makadam skall utföras enligt tabell 1.

Bilaga 1

Sid 6 (7)

1987-02-18

Tabell 1. Kontroll av cementbunden makadam.

Tjockleken av det packade makadamlagret

Brukets sammansättning och tryckhållfasthet efter 7 dygn

Min. lufthalt: medelvärde 6%, enskilt värde 4.5% vid max. $ mm stenstorlek

Bärlagrets jämnhet med 5 m rät-skiva ©15 mm

Brukets utfyllnadsgrad kontrolleras genom att jämföra den faktiska bruks-åtgången med hålrumsvolymen för den färdiginjekterade makadamytan. Hål-rumshalten för den aktuella makada-men förutsätts vara bestämd genom : tidigare försök

Fortlöpande

Varje 70 m? bruk, dock minst en gång per "gjutningsskift" (15 MPa)

Varje 70 m3 bruk, dock minst en gång per "gjutningsskift" tidigast 45 min efter eller senast 3 tim ef-ter blandning

Fortlöpande

Fortlöpande

Bilaga 1 Sid 7 (7)

ut an si kt ni ng st ab el l, ge no ms ki nl ig t, Nr 3 f, di ag ra m 0, C6 -5 4 mm , "i de al gr us zo n" , me d si kt ni ng st ab el l, og en om sk in li gt st an si kt ni ng st ab el l, ga no ms ki nl ig t, Nr 3 f, di ag ra m 0, 06 -64 mm , "i de al gr us zo n' ', me d si kt ni ng st ab el l, og en om sk in li gt ,m ed » ,o Og en om sk in li gt , Nr 3 g, » » ,u ta n » ,u ta n » ,g en om sk in li gt rn ed » .o ge no ms ki nl ig t, Nr 3g , » -0 ,0 6-64 » ,u ta n » ,u ta n » .g en om sk in li gt e » H » Nr 3h , .» » ,m ed _» J >» A » o » v » Nr 3 h, » _0 ,0 6-64 » ,m ed » o l o Nr 5 a, -» 0, 00 06 -6 4 » ,u ta n » ? >» i » Nr 5 a, -» 0, 00 06 -6 4 » ,u ta n » , 9 ; > Pa ss er an de mä ng d, vi kt pr oc en t Pa ss er an de mä ng d, vi kt pr oc en t --& --> N LJ ala a, On -l 00 *O 8 on -o -X NJ LJ X CO 1 Or -00 -D O [u ] O O O Q OQ O Q 2 Q O [O ] O O O O Q O O O O O Prov m d r -J -F -o J -R -T f m e me S e e f T E -2 0,06 0,96 0,074 0,074 | t h + H ] T F E T I I I I I W I T FE SG] EV vå | . . a n T h E P T T T T T T || | ll ln ll " U l i T & L tT p TV 4: u n i t ! VT [T T ai ll tl gl fi l l f l l l l n i I . | I : | T H A r n o t t T T T T v TF V] T T T N N e TT T e pi d g w a j u l l n ' l N U ! u i r I J H v Ta tp a LT T l l l l ' l l h l FE FE ] i E T | T H I H T I T i l l l ? ! N _ _ L _ _ _ _ l . _ _ . . -_ & _ _ L _ J _ _ L _ . , _ -l _ _ . _ . . _ . L __ __ __ J -L -+P 4 N X r t + i T TT T 1 |l lf || || | l i l l s z l l I i | f | | $ & | l l i l T T T I I I I I I T I I F I I I I I I I I I T I I I I I v 1 bi p A l l l l l l l l l = r f r n pa r to rm ar f r o n frar rp ar ar r c r o p r ar na r e p a _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ _ L _ _ > x k ; ; _ _ L _ _ _ _ L _ _ _ , 7

X

p

r

o

Mg

B

Grovmo

Grovmo

0,125

H R ' A ' H X H H U I H H T T T T ] T T T Y I u l l I u -u r f l l l l l | | | l | | | l i [ H I T H T I | H l | l l l l H u l l n l f u n l u i l _ _ L _ _ x _ _ L _ _ _ L _ _ _ _ L _ -_ _ _l -_ _ -_ _ 2 T e o n J e _ o e s 1 F P T f T r T T U N T U I I I H ' A H I I I W T T I a n l l Ve tt ] C E E e p v e n ] H H I I I I I a

L

"enn

map

ror

fron

t

LE E » a s f r f e r r f r _ L _ _ _ L _ _ _ _ L _ q _ _ L _ 1 _ ) " W -, fi X I T I T I I I I I T T T e f T r T f T T T l l I l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l T ' Q T H l l o l h | I I | | I T|I E ! 0,125 Cr Jar LT rg T Tå A [_ 0,2

Kornkurvor för sand till cementbruk, vid Norsholm

0,2 c 0,25 & i Gil? 0,25 k a #* Mellansand Mellarsand 0,5 0,5 H I M T r T r p T i TT T] TV TT OCC! 0,6 0,6 p i 1,0 1,0 -> ng Grovsand Grovsand e

Hof-att:, sancl

0-4 m r

N

|

|

1

1

i

|

N

osar

rna

nar

narr

fann

TI HJ IH II n i a n n n å n n x T %H Ta å N V VP LFT ETA lill 2 2 i 4 1 11 1 1 1 L 1 f o r g e f o r n a p o r n fo rn a r o m a r e h i mr p a n n a p o r r hr nn r f r k j k=-4 Fingrus Fingrus iT er aT Ti |. .. l| |l | T I F I T ' T i T i i u l l T l c h ! T T T T i I l l i l l l l l T F F F e l I I T T I U T I l a n l I T T I I ' I I H h u l l r f H i l l F F F F H f F F j e T T l l H l l l l i Fa gd l o T T l n l ll ll ll l T 5,6 5,6 M å a Pr io r h e 7 v t r f T s o r r a t t t T y r a r r t r r a t fr rr i t T h t d d r s r r r r n o r r e r e r r r r r r r t r r r r t n O u T e T T p 1 T o C T T T O T t r n T J Ti 6 1 T z 1 "J z 1 7 1 T - 1 "J 1 1 XT 1 FJ 1 1 T 21 "Å 1 1 T H J 1 1 i 6 8 3 e R 1 1 T 1 I n l | T T r f 1 | | 7 n : S H T H H be ku p d FA T TF I H I I I I H T E C T F e r f FE T br er i r F p EP F Y F T E EE T H I | | I I H l l T l l l I l I TF ra j F F ETT T F e r T I H I I I H T T r g N g i Ti K 11,2 -f t z ' T U f T q f u l l n l n I I -l i l u f l l I f l n l n s o l n i h l l H H ' H I I I H I I H I T ll ll ll ln l T T f i T T f l l l n l l h l l l l l l l T I I I I I I I I l i l l I l l h H l l l l l l l l l l i i l h l | T 1 I l i i i l l l l l l l o l i t i l l l l l l l T T T ] TT TT ( t i l l Grovgrus 11,2 Grovgrus Voi _ 3 . . . . . . . r c F r 7 ÖT r i t t u T t i -l -T I T : -I H H i t ] T T T l i l l -| : |l || :| FT I I H T I I H I ul l fl c r ll I : l l l l i l l c i i i Ty T TT T l i l -l a n ] n u l l u l T I T l n l l l l l l u l l l l o l l n u i l l l l l H c l l l n l h l n l l l h I I I I I H H r r f e f r f r f r f h f r f e f e e r TTK] 16 20 16 20 s c u e J e e L e e v -J 20 20 32 32 += ä T i T L TÅ T T YT T i 1 i. .l 'l TT l' f H . ] [ I H l . H H I H M vv e Tf i t a pi b a pe k Få T ! ! W l T U H I 2 TT T T] TT TT I U I I I I H TY T T ] T vT T H I V ! T i l l l H i l l -| T o l l l l l l l v E S T ETT T T T I U I T I I T T sna r ss d -# -Bilaga 2 Sid 1 (1) 1 50 64 Protoekoll .._..._.__

SP -S 11 6 97 8R Omdöme Omdöme Bilaga 3 Sid 1 (2) 88B3 , 5055

Mikroskopisk analys av cementbruk, från Norsholm Mikroskopisk undersökning

Kvantitativ analys

Märk- Avstånds- Specifik Lufthalt

ning faktor yta (% av pastavolym

inkl luft) ( mm ) ( mm"*+ ) CM L 0 , 17 2 9 15 , 2 CM 2 0 , LO 3 2 23 , 0 CM 3 0 , 1L8 3 4 9 , 8 CM 5 0 , 20 17 2 2 , 4 Kvalitativ analys CM 1

Ballasten är granitisk och finkornig av ordinär kvalitet. Bindemedlet är något ojämt fördelat och består av Standard Portlandcement och flygaska. Vbt är jämt, ca 0,6. Luften är väl fördelad. Enstaka vidhäftningssppickor mellan pasta och ballast finns.

Acceptabe l

CM 2

Ballasten är granitisk med inslag av lerskiffer. Den är inhomogent fördelad och uppvisar stor stor-leksvariation. Bindemedlet är mindre bra fördelat .ch består av Standard Portlandcement och flygaska . Pastan är delvis karbonatiserad. Vbt varierar

mellan 0,6 och 0,7. Luftenärmindrebrafördelad. Provet innehåller sprickor beroende på vidhäft-ningsbrott mellan pasta och ballast.

Omdöme Omdöme Bilaga 3 sid 2 (2) 88B3 ,5055 P CM 3

Ballasten är granitisk med inslag av lerskiffer. Graniten är finkornig och av ordinär kvalitet. Bindemedlet är 'något ojämt' fördelat" och består av Standard RPortlandcement och flygaska. Vbt är jämt, ca 0,6. Luften är väl fördelad. Enstaka vidhäft-ningssprickor

mellan_pasta och ballast förekommer .

Acceptabe l

CM 5

Ballasten är granitisk och finkornig av ordinär

kvalitet. Bindemedlet är något ojämt fördelat och

består av Standard Portlandcement och flygaska. Vbt

är 0,5-0,55. Luften är väl fördelad. Enstaka

sprickor förekommer.

Acceptabe l

i Bilaga 4 Jämnhetsmätning med rätskiva på CM, vid Norsholm sid 1 (1)

00 22% "Se -B8,

sa o- + == koma a mee +» ev =- ++ ** utom m ok ae ene ee e e krk ke e - ke >> - e kk k k kk kke hekknae e ekk e er ekke e enene

emm 8 e een m me - 200 s* momsenmee semen + ek ke ake We ke kk kn k k feehf arne kekrkm eh ekke e ene eeek ee n en h n kna kemkk m e + sk - mvk e emkn mk k kemeree enee k krkk e k k ken e k k k kenee e ae een ee nee

'_j

s

w Ägna/vfP-

Öåc/Q

7

&

%?,Q/S'Z/V/Q L

EEit?

l ÅF???"J/gff-___

HÅ

s

/E/LAEZZnr. /

HEL/ÖCLED

e

o

Jee vt(__ = ss000000 n

(LDSeIF20

Wöäfé

&72 200 7 o

(9/57H/QQW/gf/ylérpägd, /2/ /C/J/fcÖ/Jéq 0 _P

;79é7' 2/-Z0C 325 F2 ar,

f

%& &_ ___.. é/o m o

- - Boa u e - = - an | & ) : s s

>)_.____;'Äfo0

nss

Z/8E-

__

L

6/ %5

Fr"0e- 3, e

e

-r rr

00

00

_

9f/ LED| ZDS _ 6 |6

_; -s

sus sl

,

©"BO__ [fjal 0 0

o

_

BO_ sjZ 0| 0: P, F

Lu.

"YO

E _0|©__ 9 ___

_O

e

0

,

Jåyö ____6

6 | % e

6

S

e g e

1 .

///ÖÅ£TFZ__

d, 9 ?! &

väl

20.

'; (59/4?5*,?jzf?zasyazxpr -59 437'"Pcsl44363/Q2(3"59757é;g2/N-

_{seemesm +}

TTT TTT

I-

9272, & 52/2

?

2,Fks>> 774222 eoÄVO/z/az t/gå

"LL5555

_{+ kna n-}

205F-5Em,

_ecemeeknee

₌₌₌

ktmseekneemma-Norsnolm i v sprickor i slitlagret, vid

Kartering a _{Bilaga 5}

he in 0000 Sid 1 (2)

%Z/Wakg

: 20602

Y GN

(7/66

se

Q'4åE Y a vigt

DÄT up

prRovvag: CH Pro vv4g

Ein

440

440

S4YO

6YO

Sao

420

6Z.0O

5ö0

400

600

3 FO

SSO

.

#C0

₃₆₀

$G0

© per * gamer © 0 8 9 Rat 9 9 m m 8 mem 00008

PROVVÄGiO'fM (råa 92%;ng IQ/MAJA DAT UM : $9068, ' Bilaga 5

. Sid 2 (2)