VTI notat 19-2007 Utgivningsår 2007 www.vti.se/publikationer
Styvhetsmodul
Jämförande provning
Leif Viman Hassan Hakim Safwat SaidFörord
Föreliggande rapport redovisar en jämförande undersökning mellan olika laboratorier vid bestämning av styvhetsmodul. Rapporten innehåller även synpunkter på hur olika testparametrar påverkar styvheten hos bituminösa beläggningar. Förutom undertecknad har Safwat Said och Hassan Hakim från VTI deltagit i projektet. Hassan Hakim har utfört samtliga provningar. Behzad Koucheki, VTI, har granskat statistiska delar i rapporten. Projektet har finansierats av Vägverket, Borlänge.
Följande tretton laboratorier i Sverige har medverkat i projektet. Laboratorierna har själva stått för sina kostnader.
KTH, Stockholm
NCC Roads Sydväst, Kärra
NCC Roads Öst (Linlab), Linköping NCC Roads Öst, Stockholm
Nynäs, Nynäshamn Peab Asfalt, Stockholm Skanska Nord, Farsta Skanska Syd, Malmö Skanska Väst, Angered VTI, Linköping
Väglaboratoriet i Norr, Boden Vägverket Produktion, Arlöv Vägverket Produktion, Örebro
Kontaktpersoner på Vägverket har Pereric Westergren och Bo Sandström varit. Ett varmt tack till samtliga som medverkat i detta arbete.
Linköping juni 2007
Kvalitetsgranskning
Intern peer review har genomförts av Pereric Westergren och Thorsten Nordgren, Vägverket, 2007-01-17.
Leif Viman har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus 2007-05-25. Projektledarens närmaste chef, Gunilla Franzén, har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 2007-08-23.
Quality reviewe
Intern peer review was carried out by Pereric Westergren and Thorsten Nordgren, Swedish Road Administration, 2007-01-17. Leif Viman has made alterations to the final manuscript of the report 2007-05-25. The research director of the project manager, Gunilla Franzén, examined and approved the report for publication on 2007-08-23.
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... 5 Summary ... 7 1 Inledning ... 9 2 Metodik ... 10 3 Testparametrar ... 11 3.1 Utrustningar ... 11 3.2 Material ... 11 4 Genomförande... 12 5 Resultat... 13 5.1 Dummyprov ... 13 5.2 Asfaltprov... 155.3 Repeterbarhet- och reproducerbarhet ... 21
6 Olika testparametrars påverkan på styvhetsmodulen ... 24
6.1 Temperering av provkroppar... 24
6.2 Effekt av belastningstid/vilotid... 26
6.3 Effekt av påkänningsnivå ... 28
6.4 Konditioneringsperioder ... 29
6.5 Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar) ... 30
7 Slutsatser... 31
Referenser... 32
Bilaga 1 Jämförelse mellan olika provningsstandarder Bilaga 2 Svar på frågeformulär
Styvhetsmodul – Jämförande provning
av Leif Viman, Hassan Hakim och Safwat Said VTI
581 95 Linköping
Sammanfattning
Totalt tretton laboratorier från Sverige deltog i denna jämförande undersökning för bestämning av styvhetsmodul enligt pressdragprovet. Tre olika utrustningstyper (fabrikat) har ingått i undersökningen. Åtta stycken Nottingham Asphalt Tester (NAT och NU), två stycken hydrauliska maskiner från MTS Corporation och fem
australienska utrustningar (MATTA-ELE-IPC). NAT, NU och MATTA är pneumatiska maskiner.
Totalt tolv provkroppar cirkulerades mellan laboratorierna för bestämning av styvheten enligt standarden SS-EN 12697-26 (med några förtydligande tillägg där standarden är oklar). Fem provkroppar, ABT 11 160/220, tillverkade i laboratorium och fem
borrkärnor från AG 22 70/100 beläggning samt två dummyprovkroppar bestående av plexiglas (Ø100 mm) respektive delron (Ø150 mm) ingick i undersökningen. I en första omgång skickades de två dummyprovkropparna runt till laboratorierna för att kunna bedöma statusen på utrustningarna. Efter utvärdering av dessa resultat skickades asfaltprovkropparna runt till laboratorierna i en ny omgång.
Resultaten från den första omgången med dummyprovkropparna visade att det var mycket stor spridning i resultaten, därför infördes krav på att alla laboratorier skulle använda momentnyckel för fastsättning av deformationsgivarrigg vid provning av asfaltprovkropparna. Trots detta erhölls stor spridning i resultaten även för asfaltproven. Repeterbarhet (r) på 10 % och reproducerbarhet (R) på 15–20 % av medelvärdet har erhållits. Resultaten förutsätter medelvärde av 5 provkroppar vilket EN-standarden föreskriver. Detta bedöms vara en oacceptabel hög spridning.
I rapporten redovisas även hur olika parametrar påverkar metodens precision och förslag till åtgärder för att förbättra precisionen ges. Åtgärder som föreslås främst är kunskapsuppbyggnad avseende olika parametrars påverkan på provningsresultaten för att få ett bättre och enhetligare handhavande av utrustning och provkroppar. Det föreslås även att precisionen hos kraft- och deformationsgivare ses över och att det görs möjligt att få ut rådata från utrustningarna för att få ökad förståelse för hur utrustningarna fungerar.
Determining resilient modulus by indirect tensile test – precision trials
by Leif Viman, Hassan Hakim and Safwat Said
VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) SE-581 95 Linköping Sweden
Summary
A total of thirteen laboratories in Sweden took part in a comparative investigation of determining resilient modulus according to the indirect tensile test. Three different types (i.e. makes) of equipment have been used in the investigation: eight Nottingham
Asphalt Testers (NAT and NU), two hydraulic machines from MTS Corporation and five Australian (MATTA-UTM 5P) machine. NAT, NU and MATTA are pneumatic machines.
A total of ten samples and two dummies were circulated between the laboratories for determining resilient modulus according to EN 12697-26 (with some explanations where the standard is unclear). The samples were produced in the laboratory and consisted of ABT11 160/220 and ABS16 70/100, five samples being taken from each asphalt. Two dummy samples consisted of Plexiglas (Ø100 mm) and Delron
(Ø150 mm) respectively were also included in the test.
Results from the first round with dummies show a large variation between the different laboratories. Therefore it was decided to use a fix moment of 25 ns when the
deformation rig was attached on the samples.
The results from the asphalt samples show also large variation despite using a fixed moment for deformation rig. Repeatability 25% and reproducibility 30–40% of the average is not satisfactory.
Results from an earlier study, VTI meddelande 808, concerning the causes of variations within and between the laboratories when determining the resilient modulus of asphalt pavements is also discussed in this report.
1 Inledning
En jämförande provning angående bestämning av styvhetsmodul utfördes under 1997 och finns redovisad i VTI meddelande 808, 1998 (ref. 1). Det framkom i denna rapport att det fanns brister hos de utrustningar som då användes för bestämning av styvhets-modul men även bristande kunskaper hos de personer som utförde provningarna kunde konstateras. Diskussioner om lämpliga åtgärder inleddes men fullföljdes aldrig. En svårighet har också varit att olika, men snarlika, provningsstandarder varit gällande under denna period. Dels den svenska standarden (FAS 454), dels den brittiska
standarden (BS DD 213) och den nu gällande Europastandarden (SS-EN 12697-26) som bygger på den brittiska standarden. Den nu föreliggande rapporten redovisar en ny jämförande provning som utförts under 2005/2006 föranledd av att flera laboratorier under 2004 erhållit avvikande resultat.
Under kapitlet testparametrar redovisas de parametrar som har störst påverkan på slutresultatet. De utrustningar som i huvudsak används idag har ambitionen att vara användarvänliga men tyvärr på bekostnad av dålig insyn i hur utrustningarna fungerar avseende inlagda grunddata, beräkningsformler m.m. Detta innebär att det är mycket svårt att vid utvärderingen av den jämförande provningen hitta orsakerna till de
avvikande resultat som erhållits. Dessutom tycks den ökade användarvänligheten också innebära att man inte prioriterar kunskapsuppbyggnaden inom detta område. Att
bestämma styvhetsmodul, som är en fundamental egenskap, hos asfaltbeläggning och som behövs vid analytisk dimensionering och proportionering innebär höga krav både på utrustningarnas prestanda och personalens kunskap för att erhålla korrekta prov-ningsresultat och möjligheten att bedöma relevansen i dem.
2 Metodik
Laboratorietillverkade asfaltprovkroppar samt utborrade provkroppar från väg och dummyprovkroppar tillverkade av olika plastmaterial (plexiglas och delron) skickades runt till de deltagande laboratorierna som analyserade enligt fastställd provningsmetod, SS-EN 12697-26, kompletterad med följande uppgifter där standarden är bristfällig eller otydlig:
1. Provning utförs vid två belastningstider, 124 och 50 ms (risetime), vilket motsvarar 0,25 och 0,1 s för hela belastningspulsen
2. Krav på deformationsgivare, LVDT, noggrannhet <0,2 μm
3. Krav på dummyprovkropp med två termometrar (centrum och yta) 4. Anpassa kraft till provning vid +10 °C innebär krav på deformation
på 4 ±0,5 μm
5. Användning av momentnyckel för fastsättning av rigg till deformationsgivarna. Dras med momentet 25 ns.
SS-EN standarden baseras i huvudsak på den brittiska standarden BS DD213. I Sverige har styvhetsmodul bestämts enligt både den brittiska och den svenska metoden,
FAS 454, vilka skiljer sig på flera väsentliga punkter från varandra. Flertalet svenska laboratorier har störst erfarenhet av den brittiska standarden beroende på att de utrustningar som används är tillverkade enligt denna standard.
Eftersom bestämning av styvhetsmodul betraktas som en icke förstörande provning har alla laboratorier analyserat samma provkroppar. Resultaten behandlas statistiskt enligt den internationella standarden ISO 5725, där även uppgifter om repeterbarhet(r)- och reproducerbarhet(R) beräknas.
3 Testparametrar
3.1 Utrustningar
De utrustningar som ingått i denna jämförande provning är av fabrikaten MTS (2 st.), MATTA (5 st.) och Nottingham Asphalt Tester (8 st.). Den förstnämnda har ett hydrauliskt system för att styra belastningspulserna medan de övriga har pneumatiska system. I pneumatiska system är det svårare att styra pulsens utseende varför dessa system endast har krav på pålastningen s.k. risetime, medan man i hydrauliska system kan styra både på- och avlastning. MATTA är dock dubbelverkande, vilket innebär att både på- och avlastning kan styras på denna hydrauliska utrustning. Precisionen hos deformationsgivare och kraftgivare skiljer också mellan olika fabrikat. De kretskort och dataprogram som styr utrustningarna har också uppgraderats under årens lopp vilket gör att det knappast finns två utrustningar i Sverige som är bestyckade på identiskt sätt.
Tabell 1 Sammanställning över använda utrustningar.
Tur- ordning
Lab nr
Fabrikat Modell Mjukvara
1 1 MATTA-ELE-IPC UTM-14P UTM-16 V1.02
2 2 MATTA-ELE-IPC UTM-5P UTM-17
3 3 NAT NAT:1996 ITSM1, version 1.00
4 4 NAT NAT:1996 ITSM1-1997
5 5 NAT NAT:1996 Newint 3:1993
6 6 NU NU-10 ITST.1 ver 1.0.0.0.
7 7 NAT NAT:1997 Newint3 från 1997
8 7 MTS Teststar II-Testware
9 8 NAT NAT:1992 Newint 3
10 9 NAT NAT:1991 ITST.LNK 2002
11 10 MATTA-ELE-IPC UTM-14P:1999 UTM-16 V 1.01 12 11 MATTA-ELE-IPC UTM V2.07 UTM-16
13 12 NU NU-14 ?
14 12 MATTA-ELE-IPC UTM-25 UTM-16
15 1
16 13 MTS ATS
3.2 Material
Två dummyprovkroppar, med diameter Ø100 och Ø150 mm, och tio asfaltprovkroppar har ingått i den jämförande provningen. Asfaltprovkropparna bestod av två beläggnings-typer, ABT 11 160/220 och AG 22 70/100, med fem provkroppar av varje typ. ABT var laboratorietillverkade medan AG var utborrade från väg.
I en första omgång skickades dummyprovkropparna runt till laboratorierna och resultaten utvärderades innan den ena dummyprovkroppen (Ø100 mm) samt asfalt-provkropparna skickades runt i en andra omgång, ca ½ år senare.
4 Genomförande
Europastandarden SS-EN 12697-26 har legat till grund för denna jämförande provning. Några krav har dock preciserats ytterligare för att få så jämförande försök som möjligt inom ramen för denna standard. Se kapitel 2 Metodik och bilaga 1.
Tretton laboratorier har deltagit i undersökningen. Tolv fullföljde provningen varav ett laboratorium med två olika utrustningar. De deltagande laboratorierna är NCC Roads i Stockholm, Linköping och Göteborg, Skanska i Göteborg, Stockholm och Malmö, Peab Asfalt i Stockholm, Vägverket Produktion i Örebro samt KTH, Väglaboratoriet i Norr, Nynäs och VTI.
Den jämförande provningen utfördes under 2005/2006 i 2 etapper. I den 1:a etappen testades de 2 dummyprovkropparna och i den 2:a etappen testades asfaltprovkropparna. Den mindre dummyprovkroppen (Ø100 mm) ingick även i etapp 2. Provningarna av asfaltproverna startade och avslutades på ett bestämt laboratorium för att kunna bedöma om provkropparna påverkats under tiden som de skickades runt till de deltagande laboratorierna. VTI testade dock sist eftersom de måste limma stålskenor på prov-kropparna för fastsättning av deformationsgivarna. Eftersom styvhetsmodul betraktas som en oförstörande provning utförde alla laboratorier provningen på samma
provkroppar.
Provningen har utförts enligt Europastandarden. Resultaten har analyserats och statistisk utvärdering enligt ISO 5725 inklusive bestämning av repeterbarhet (r) och reproducer-barhet (R) har utförts.
5 Resultat
Styvhetsmodulen bestämdes enligt standarden SS-EN 12697-26. Provningen utfördes på 2 olika beläggningstyper, ABT 11 (labtillverkade prover) och AG 22 (utborrade prover från väg), och med 5 provkroppar av varje beläggningstyp samt en av de dummyprov-kroppar som användes vid förprovningen. Testtemperatur var +10°C. För asfaltproverna kompletterades provningen med krav på användande av momentnyckel vid fastsättning av deformationsgivarna på provkropparna för att försöka minska den spridning i resultat som dummyprovkropparna visat.
5.1 Dummyprov
De två dummyprovkropparna som använts vid denna jämförande provning är av två olika dimensioner, 100 och 150 mm diameter, och tillverkade av olika plastmaterial, plexiglas och delron. Syftet med att först utföra provning med dummyprovkroppar var att försöka identifiera utrustningar som hade uppenbara brister innan provningen med asfaltprovkroppar inleddes. Dummyprovkroppar bedöms vara mer stabila än asfaltkroppar över tiden samt betydligt mindre temperaturkänsliga vilket gör att hela prov-ningssystemet kan testas och eventuella brister i utrustningen identifieras.
Resultaten från provningen med dummyprovkroppar visade stor spridning mellan de olika laboratoriernas resultat, vilket innebar att diskussioner om orsaker inleddes. Inga tydliga felaktigheter vid utförande eller på utrustningar kunde dock verifieras. En tänkbar orsak ansågs kunna vara att deformationsriggarna spändes fast olika hårt på olika laboratorier. När asfaltprovkropparna skulle analyseras skickades därför en momentnyckel med så att alla kunde spänna fast sina riggar med samma moment (25 ns). Eftersom den ena av dummyprovkropparna även skickades med asfaltprov-kropparna i den andra omgången kan en bedömning av effekten av momentnyckel studeras, tyvärr med ganska nedslående resultat. Bedömningen av resultaten försvåras av att alla laboratorier inte kunnat utföra provningen vid de två belastningstiderna som föreskrevs.
Av Figur 1 framgår att det saknas resultat från många av laboratorierna vid provning vid belastningstid 50 ms. De 4 laboratorier som genomförde provningen av dummyprov-kroppen vid båda tillfällena uppvisar dock god repeterbarhet.
Vid belastningstid 124 ms har flertalet laboratorier (11 av 15) provat dummyprov-kroppen vid två tillfällen. Resultaten som framgår av Figur 2 visar dock generellt dålig repeterbarhet, endast 4 laboratorier får samma resultat vid båda provtillfällena.
Figur 3 visar att överensstämmelsen är dålig mellan de två provningstillfällena. Om alla laboratorierna skulle erhållit samma resultat när de upprepade provningen skulle
punkterna i diagrammet legat efter den inritade linjen.
Figur 4 visar provning av samma dummyprovkropp utförd på VTI från 1993 till 2006, dock med olika operatörer och olika versioner av mjukvara. Resultaten visar att dummyprovkroppen varit mycket stabil under denna tidsperiod, vilket bekräftar att de skillnader på modulnivåer som erhållits vid den jämförande provningen inte kan hänföras till variationer hos dummyprovkroppen utan beror på skillnader hos utrustningar och handhavande vid provning.
Dummy 50 ms 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) S ty v het s m odul, M P a Omgång 1 Omgång 2
Figur 1 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp, Ø100 mm vid belastningstid 50 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.)
Dummy 124 ms 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) S ty v het s m odul, M P a Omgång 1 Omgång 2
Figur 2 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp, Ø 100 mm vid belastningstid 124 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.)
Dummy Ø100 mm risetime 124 ms 3500 4000 4500 5000 5500 3500 4000 4500 5000 5500 Omgång 1 O m g å ng 2
Figur 3 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.)
Dummyprovkropp av plexiglas Ø100 mm 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 1993 1997 1997 1999 2002 2006 Testad på VTI, År S tyvh et sm o d u l, M P a
Figur 4 Test av samma dummyprovkropp under åren 1993–2006 vid VTI.
5.2 Asfaltprov
Resultaten från den jämförande provningen på asfaltprovkropparna, både laboratorie-tillverkade och utborrade ur väg, visar stora variationer både när det gäller repeterbarhet (spridning inom lab.) och reproducerbarhet (spridning mellan lab.). Införande av
momentnyckel har inte givit någon märkbar effekt, troligen beroende på att den effekten överskuggas av andra problem med hantering av proverna och utrustningarnas
prestanda.
Genom att de flesta utrustningar inte levererar några rådata är det svårt att försöka spåra vilka faktorer som påverkar spridningen i resultaten. Enligt EN standarden skall
resultaten också korrigeras med en särskild ”load area factor”, en faktor som beräknar ytan under pulskurvan eftersom den avlastande delen av pulsen inte kan kontrolleras i dessa utrustningar. Justeringen innebär att den uppmätta styvhetsmodulen justeras till en ”load area factor” på 0,60 enligt följande formel:
S’m = Sm x (1 - 0,322 x (log(Sm) - 1,82) x (0,60 - k))
S’m Styvhetsmodulen, uttryckt i MPa, justerad till en ”load area factor” på 0,60 k Uppmätt ”load area factor”.
Resultatutskrifterna ger både ojusterade och justerade styvhetsmoduler med hänsyn till denna ”area factor”. Endast något lab. har redovisat justerade värden. Eftersom
korrektionen i många fall ger helt orimliga värden har de andra labben valt att redovisa ojusterade värden.
5.2.1 ABT 11 (labtillverkade prover)
Resultaten för samtliga lab., utom lab. 5, ligger inom 2 gånger standardavvikelsen. Laboratorierna 1, 6 och 12 har låga modulvärden, medan laboratorium 5 har höga värden. Labboratorium 14 uppvisar större spridning mellan sina prover än övriga lab. som har ungefär likvärdig repeterbarhet. Endast 5 laboratorier ligger med samtliga resultat inom 1 gånger standardavvikelsen. (Se Figur 5.)
Laboratorierna skulle utföra provningen vid 2 olika belastningstider, 124 ms och 50 ms. Vissa lab. hade dock svårt att ställa in belastningstiden varför det saknas många resultat, främst vid 50 ms, därför har den statistiska utvärderingen enligt ISO 5725 endast gjorts vid 124 ms belastningstid.
Figur 6 och Figur 7 visar resultaten för enskilda provkroppar och det framgår tydligt att det är systematiska skillnader mellan olika laboratoriers resultat. (Ett lab. som har högre modul än ett annat lab. på provkropp 1 har även högre modul på de övriga
prov-kropparna.) Därför bör en noggrann genomgång av vilka parametrar som påverkar provningen innebära att bättre precision hos metoden kan uppnås.
ABT11 (enskilda värden)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) St y v h e ts m o du l, M Pa ABT11 ±2*stdav ±stdav mdv
ABT11 50ms (medelvärden) 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 S ty v he ts m o du l, M P a 1 2 12 13 15 16
Figur 6 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 50 ms. Beläggningstyp ABT 11. ABT11 124 ms (medelvärden) 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 S tyvh et sm o d u l, M p a (124 m s) 1 2 3 4 5 6 9 10 12 14 15 16
Figur 7 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. Beläggningstyp ABT 11.
Mandels test ingår i den statistiska utvärderingen av resultaten enligt ISO standarden 5725. Mandels h-test visar spridningen mellan lab. och Mandels k-test visar spridningen inom lab. Resultat utanför streckad röd linje (straggler) skall granskas för att från fall till fall avgöra om de skall behållas eller strykas beroende på om man hittar några brister vid provningen medan resultat utanför heldragen röd linje skall strykas (outlier). Figur 8 och Figur 9 visar att inga värden skall strykas enligt detta test för ABT
proverna. (Detta visar bara att det inte finns något enstaka lab. som avviker extremt från övriga lab. Om variationen är stor mellan alla lab., vilket är fallet i denna undersökning, stryks inga resultat enligt denna test.)
Mellan laboratorier, ABT11
-2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) M a n d el 's st at ist ic h
Figur 8 Mandels h-test. Jämförelse mellan laboratorier för ABT 11.
Inom laboratorier, ABT11
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) M a n d el 's s tat ist ic k
5.2.2 AG 22 (borrade prover ur väg)
Resultaten för samtliga laboratorium, utom laboratorierna 12 och 14, ligger inom 2 gånger standardavvikelsen. Laboratorium 12 har låga modulvärden, medan labora-torium 5 har höga värden. Laborataorium 14 uppvisar större spridning mellan sina prover än övriga laborataorier som har ungefär likvärdig repeterbarhet. Av 11 labora-torier ligger 8 med samtliga resultat inom 1 gånger standardavvikelsen. (Se Figur 10.) Som för ABT proverna har många lab. haft svårt att utföra provningen vid belastnings-tiden 50 ms.
Figur 11 och Figur 12 visar resultaten för enskilda provkroppar och det framgår tydligt att det även här (jmf med ABT) är systematiska skillnader mellan olika laboratoriers resultat.
AG22 (enskilda värden)
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) St y v h e ts m odu l, M Pa AG22 ±2*stdav ±stdav mdv
AG22 50 ms (medelvärden) 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 S tyvh e tsm o d u l, M P a 1 2 11 12 13 15 16
Figur 11 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 50 ms. Beläggningstyp AG 22. AG22 124 ms (medelvärden) 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 1 2 3 4 5 Provkroppar 1-5 S tyvh et sm o d u l, M P a 1 2 3 4 5 6 9 10 11 12 14 15 16
Figur 12 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. Beläggningstyp AG 22.
Enligt Mandels h-test, kontroll av spridning mellan lab., skall inget resultat strykas. För Mandels k-test, kontroll av spridning inom lab., skall dock lab. 14 strykas före
beräk-ning av repeter- och reproducerbarhet på grund av den stora spridberäk-ningen mellan provresultaten inom laboratoriet. Se Figur 13 och Figur 14.
Mellan laboratorier, AG22
-2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) M a n d e l' s st at ist ic h
Figur 13 Mandels h-test. Jämförelse mellan laboratorier för AG22.
Inom laboratorier, AG22
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) M a n d el 's s tat ist ic k
Figur 14 Mandels k-test. Jämförelse inom laboratorier för AG22.
5.3 Repeterbarhet-
och reproducerbarhet
Den statistiska analysen visar att repeterbarheten (r), dvs. spridningen inom varje lab., ligger på ca 25 % medan reproducerbarheten (R), spridningen mellan olika lab., ligger på ca 30 % för AG proverna och drygt 40 % för ABT proverna. Detta måste betraktas som ej acceptabel nivå för en testmetod inom asfaltprovning.
Repeter- och reproducerbarhet 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 5000 10000 15000 m edelvärde r o c h R (M P a ) r R ABT 11 AG 22
Repeter- och reproducerbarhet
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5000 10000 15000 m edelvärde r o c h R ( % ) r-% R-% ABT 11 AG 22 a/ b/
Figur 15 Repeterbarhet och reproducerbarhet a/ i MPa och b/ i % av medelvärdet.
I Figur 16 har antal prov avsatts mot repeterbarhet (variation inom lab.) och reproducerbarhet (variation mellan lab.) enligt formeln:
r n r
n
( )=
r(n) = repeterbarhet vid n antal delprov n = antal delprov
r = repeterbarhet
Enligt EN standarden 12697-26 skall 5 prover utföras vilket enligt denna jämförande provning innebär en variation på ca 10 %, oavsett massatyp, vid jämförelse mellan resultat från upprepad provning på samma lab. och 15 % för AG 22 och 20 % för ABT 11 vid jämförelse mellan resultat från olika lab., där provningen skett på samma provkroppar. (Se Figur 16.)
Cochrans och Mandels test bedömts vara en ”outlier” (dvs. ett värde som bör strykas) när det gäller resultaten för AG proverna. Detta påverkar dock inte den statistiska beräkningen nämnvärt varför de ändå finns med i beräkningarna.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 antal prov r oc h R i % a v m e d e lv ä rd e r(ABT11) r(AG22) R(ABT11) R(AG22)
6
Olika testparametrars påverkan på styvhetsmodulen
Detta kapitel är ett utdrag ur VTI Meddelande 808 1998 (ref. 1) där några av följande parametrar beskrivs närmare.
Viktiga faktorer vid modulmätningar: − Temperering av provkroppar − Effekt av belastningstid/vilotid − Effekt av påkäningsnivå
− Effekt av konditioneringsperioder
− Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar) − Beräkning med kurvanpassning
− Bredd på belastningsbom
− Noggannhet på deformationsgivarna.
Styvhetsmodulen är mycket känslig för mixvariabler och provningsparametrar. Fördelen med det är att de minsta ändringarna i en massabeläggning kan upptäckas genom
styvhetsmätningar. Nackdelen är att det ställer höga krav på utrustning, metodik och kompetens hos laboratoriepersonalen.
6.1
Temperering av provkroppar
Styvhetsmodulen hos bituminösa beläggningar är känslig för små ändringar i prov-kroppens temperatur. Temperaturändring i provet med 1°C förorsakar ca 5 % ändring i provets modul. Därför är det viktigt att känna till den verkliga temperaturen i provet vid modulmätning.
Tempereringsproceduren av provkroppar enligt FAS 454 och ASTM 4123 utan klimat-kammare har ifrågasatts här. Det rekommenderas att modulmätning utförs på två axlar på varje provkropp genom att provet efter första mätningen, konditioneras vid test-temperatur i 10 minuter och därefter utförs en andra mätning efter orientering av provet i ca 90° vinkel mot det första diameterplanet. Ofta har den andra mätningen givit lägre moduler. Därför drogs ofta den felaktiga slutsatsen att provet hade skadats redan vid den första mätningen. Figur 17 visar temperaturen i provet och modulvärden vid olika konditioneringstid. Här simuleras provningsproceduren i syfte att undersöka tempere-ringens och konditioneringstidens betydelse vid modulmätningar.
Figur 17 Modul- och temperturmätningar på en provkropp vid olika konditio-neringstider.
Testtemperaturen var 3,8°C och rumstemperaturen vid provning var 21°C. Efter den första mätningen har provkroppen utsatts för rumstemperatur i fem minuter (motsvarar den tid som provet utsätts för rumstemperatur innan andra mätning) och sedan kondi-tionerats i testtemperaturen. Modulmätningar har utförts endast i ett diameterplan. Provkroppen har inte vidrörts mellan mätningarna. Det konstateras att provets tempera-tur har ökat mer än 2°C även i provets centrum trots konditionering i 10 minuter i test-temperaturen efter att provet har utsatt för rumstemperatur i 5 minuter. Efter 5 minuter i rumstemperatur och 10 minuters återtemperering har modulen sjunkit med mer än 10 % i jämförelse med första modulmätningen. Tio minuter återtemperering är alldeles för kort tid för återkonditionering till testtemperatur när det är stor skillnad mellan test- och
För att minska effekten av temperaturvariationer i provkroppen vid modulmätningen bör man utföra provningen försedd med handskar i en klimatkammare eller använda en ”dummy” provkropp med insatt termoelement för kontroll av provkroppens temperatur. Alternativt utförs mätningar inom 5 minuter (om det är möjligt) innan en stor ändring i provets temperatur har skett. Moduländring inom de första fem minuterna är mycket liten enligt Figur 17. Observera att SHRP LTPP–07 metoden rekommenderar modul-mätning endast på en axel.
6.2 Effekt
av
belastningstid/vilotid
Figur 18 illustrerar effekten av belastningstid och vilotid mellan belastningspulser vid modulmätningar vid olika temperaturer. Resultaten är medelvärde hos fem borrkärnor (AG 25) från bärlager. Ändring av belastningstid från 0,1 sek. till 0,05 sek. medför styvhetsmodulökning med ca 1 000 MPa vid 10°C. Temperatureffekten enligt den här undersökningen är liten med avseende på belastningstiden.
SHRP LTPP metod P07 rekommenderar modulmätningar vid 0,9 sekunder vilotid. Övriga metodspecifikationer rekommenderar 2,9 sekunder vilotid mellan belastnings-pulserna. Det konstateras (Figur 18) att ändring av vilotid från 2,9 sekunder till 0,9 sekunder inte medför någon skillnad i styvhetsmoduler.
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 0 5 10 15 20 Temperatur, C 0.1(0.9) 0.1(2.9) 0.05(0.9) 0.05(2.9) bel.-(vilotid)
Figur 18 Effekt av belastningstid/vilotid på styvhetsmodulen vid olika temperaturer hos AG–massan.
Effekten av belastningstid har också undersökts hos massatyp MAB 8T vid +9°C, se Figur 19. Det konstateras liknande tendens som fallet med massabeläggning AG25.
4000 4500 5000 5500 6000 0,05 0,1 0,15 0,2
Be las tnings tid, s e k .
Styvhetsmodul, MPa
Figur 19 Effekt av belastningstid vid styvhetsbestämning hos ABT8/B180.
Ett samband har tagits fram för omräkning av styvhetsmoduler till den normala belastningstiden som är 0,1 sekund. Sambandet är baserat på modulmätningar hos massabeläggningar av typ AG25 vid en temperaturvariation mellan 3 och 22°C. Belastningstiden varierades mellan 0,05 till 0,10 sekunder vid modulbestämningar.
(
)
Mr = Mr, t + (0.1 – t) x (-1.56xMr, t - 12451)
där
Mr = styvhetsmodul vid en belastningstid på 0,1 sekunder i MPa Mr,t = styvhetsmodul vid provningens belastningstid i MPa t = provningens belastningstid i sekunder.
Sambandet bör användas med försiktighet, eftersom underlagsmaterialet är begränsat. Sambandet kan användas vid jämförelse mellan styvheter bestämda vid olika belast-ningstider eller vid bestämning av beläggningstyvhet under trafikbelastning med avseende på trafikens hastighet. Trafikhastighetens effekt på beläggningsstyvhet kan bestämmas genom ändring av belastningstiden vid styvhetsmodulmätning i laboratoriet. Ofta används följande empiriska samband för uppskattning av belastningstiden vid olika fordonshastighet [Brown 1997]: t v =1 där t = belastningstid i sekunder ν = hastighet i km/h
6.3 Effekt
av
påkänningsnivå
Styvhetsmodul hos bituminösa beläggningar bestäms med avseende på icke linjärt viskoelastiska egenskaper hos bitumenet. Därför har töjnings- eller spänningsnivån stor betydelse vid modulbestämning hos beläggningar [Said 1989, Kallas et al., 1967, Pell et al., 1969, Schmidt, 1972]. Figur 20 visar att modulen är beroende av spänningen efter en viss gräns på spänningsnivån och denna gräns är temperaturberoende.
Figur 20 Relation mellan styvhet och spänningsamplitud hos bärlagerbeläggning vid olika temperaturer [Pell et al., 1969].
Töjning-spänningssambandet, när modulen bestäms vid flera påkänningsnivåer, är till en början rätlinjigt. Detta område benämns det approximativt linjärt viskoelastiska området. Inom detta område är styvhetsmodulen konstant oberoende av spänningens eller töjningens storlek.
Linjäritetsgränsen för asfaltmaterial är definierad som den spänning där den isokrona kurvan (spänning-töjningskurvan vid samma tid) avviker med mer än 10 % från det rätlinjiga spänning-töjningssambandet [Said 1989, 1990]. Definitionen illustreras i Figur 21.
σ
ε
A
B
(A/B)∗100 ≤ 10%
Figur 21 Definition av linjäritetsgräns hos bituminösa beläggningar.
Linjäritetsgränser (det approximativt linjärt viskoelastiska området) vid modulmätningar enligt FAS Metod 454 är följande:
Deformation (μm) Temp. °C
2 –5
4 10
9 25
Dessa gränser, där modulen antas ej beroende av påkänningsnivån, har undersökts hos asfaltprov med pressdragprovet vid provning med en belastningstid på 0,2 sekunder [Said, 1989] medan FAS Metod rekommenderar provning med 0,1 sekunder belast-ningstid. Dessa deformationsgränser är något stränga vid en belastningstid på 0,1 sekun-der, eftersom ju kortare belastningstid desto längre är det linjära området (deformations-gräns).
6.4 Konditioneringsperioder
Ett antal konditioneringsbelastningar är nödvändiga för att erhålla en reproducerbar deformationskurva vid modulmätningar med pressdragprovet. Kriteriet är att den horisontella deformationen blir densamma vid upprepade belastningar. Enligt
ASTM 4123 och SHRP LTPP 07 erfordras för detta 50 á 150 konditioneringsperioder. Enligt FAS 454 erfordras i regel 25 á 50 perioder, medan vid Nottingham Asphalt Tester (NAT) och MATTA (UTM 5P) utförs 5 resp. 25 perioder. Figur 22 visar resultat på endast ett prov. Det visar att det behövs minst tio perioder innan deformationen blir någorlunda stabil. Detta kan variera beroende på temperatur och material.
Figur 22 Repeterbarheten vid styvhetsmodulmätningar.
6.5
Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar)
Vid modulbestämning enligt pressdragprincipen rekommenderas två mätningar på varje provkropp. Efter första mätningen orienteras provet så att andra provningen sker i ett diameterplan i ca 90° vinkel mot det första diameterplanet. Det har rapporterats att andra mätningen ofta har givit lägre styvhetsmodul.
Figur 23 redovisar differensen i styvhetsmodul mellan axlar hos ett 50–tal prover. Prov-kropparna är av olika massabeläggningstyp och modulbestämningen har skett vid olika tillfällen. Någon skillnad mellan axlar kan inte skönjas. En trolig orsak till att man kan få skillnader i styvheten mellan axlar är temperaturändring i provkroppar innan avslutad mätning.
7 Slutsatser
Den jämförande provningen visar att det är stor spridning både inom som mellan olika laboratoriers resultat. Det är dock svårt att peka på någon enskild orsak utan det tycks som flera faktorer bidrar till metodens dåliga precision.
Man kan konstatera att resultatet från denna jämförande provning i stort överrens-stämmer med de resultat som erhölls vid föregående jämförande provning redovisad i VTI meddelande 808 1998. De brister som då påtalades har inte följts upp vare sig i form av förbättringar i provningsstandard, handhavande eller utrustningar som då föreslogs.
Då utfördes provningen efter FAS Metod 454 medan den denna gång utfördes enligt den nyligen godkända europastandarden SS-EN 12697-26. Skillnaderna mellan
standarderna är små men mycket väsentliga då EN standarden är mycket otydlig på flera viktiga punkter. Den har också beskrivningar av hur hänsyn skall tas till pulsens area m.m. vilket tycks vara en anpassning till de utrustningar (främst NAT-utrustning) som idag finns på marknaden och inte till vilka parametrar som i grunden har betydelse för att bestämma styvhetsmodulen.
När det gäller antal prov som skall analyseras anger EN standarden 5 prover medan FAS anger minst 3 prover. Detta bidrar till mindre spridningar vid analys enligt EN standarden.
Följande slutsatser kan dras från denna jämförande provning:
− Resultaten visar att repeterbarheten (spridning vid upprepad provning på samma lab.) ligger på ca 10 % och reproducerbarhet (spridning mellan olika labora-toriers resultat) ligger på 15–20 %. Resultaten förutsätter medelvärde av 5 prov-kroppar vilket EN standarden föreskriver.
Metodens dåliga precision beror på: • brister i utrustningar
• brister i kunskap hos dem som utför provningen • brister i EN-standarden.
Anm.
Resultatet i denna jämförande provning motsvarar resultaten från den
jämförande provningen utförd 1998. (Redovisad i VTI meddelande 808, 1998.)
Förslag till åtgärder:
− Krav på deformationsgivare och belastningsbom är ej tillfredställande formulerat i standarden SS-EN 12697-26
− Kräv information från tillverkare om hur utrustningen är konfigurerad. Rådata från varje mätning skall finnas tillgängligt för den som använder utrustningen − Utbilda personalen i funktionsrelaterade provningsmetoder, där betoning på
teoretisk kunskap och förståelse för hur olika testparametrar påverkar resultaten prioriteras.
7. BS DD213:1993. Method for determination of the indirect tensile stiffness modulus
of bituminous mixtures.
6. FAS 454-98 Bestämning av styvhetsmodulen hos asfaltbetong genom pulserande
pressdragprovning.
5. SS-EN 12697-26:2004 Vägmaterial – Asfaltmassor – Provningsmetoder för
varmblandad asfalt - Del 26: Styvhet.
4. Said, S.F & Viman, Leif: Styvhetsmodul genom pressdragprovning. Jämförande provning. VTI meddelande 808,1998.
3. ISO 5725-6 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results-
Part 6: Use in practice of accuracy values.
2. ISO 5725-2 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results-
Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method.
1. ISO 5725-1 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results-
Part 1: General principles and definitions.
EN 1269 7-26 Ju li 2004 D D 2 13:199 3 F A S 45 4-98 R in g an al y s 200 5 trus tni ng gs bom 12 ± 1 m m 12,5 ± 1 m m 13,0 ± 0 ,1 m m dning -0-5 k N (0,1-10 H z ) 0-5 k N ± 2 % ± 2 % 50 N 124± 4 m s 124± 4 m s 50 m s ek ( puls län g d 0.1 s ) 124± 4 m s ek oc h 50 m s ek ( de s o m k a n ) -50 m s ek ( puls längd 0.1 s ) 3,0± 0,1 s e k -3,33 s e k * *s k a vara 0,33 H z av ru ndnings fe l 0,6 . -. ja ja , a n v änd s v a rj e tes tda g, dif f. < 2% -2 s t dum m y pro v k roppar , (Ø 100 oc h 1 50 m m ) annhet <1 μ m < 1 μ m 0 ,2 μ m (0 ,1-10 H z ) rå de ± 50 μ m ± 100 μ m LVD T m o m e n tn y c k el rek o m m en deras s k a inte rö ra på s ig , v a ra utan s töd -m om ent = 25 c N m 500/se k -kr opp bor rk är n or , labt il lver k ade pr ov bor rk är nor , labt illv er k ade pr o v bor rk är n or , labt ill ver k ade pr ov Labt ill ver k ade ABT 1 1, borr k är nor AG2 2 jäm na y tor v id s k ar v jäm na y tor 30-75 m m 30-8 0 m m 40-75 m m 80-200 m m 100, 15 0 & 200 m m 100 oc h 1 50 m m Provropp s diam eter : 100 m m ±5 m m ±5 m m -or ns tor lek påpek ad def iniera d def inierad cy li n der c y linder c y linder ar 5 s t -m ins t 3 5 s t av v ar je m as s aty p ( ABT 11 oc h AG 22) 25°C , < 4 da g ar oc h 5°C , > 4 da g ar 20± 5°C ,< 4 da g ar oc h ≤ 5°C , > 4 da g ar m ed dum m y Dif f. < 0,4°C m o t dum m y pro v rek o m m e ndera s rek o m m en deras D u m m y m e d tv å ter m om etr a r no ggran nhet 0,1 °C 0,5 °C 2, 10 oc h 2 0°C 20± 1°C /andra -5, 10 oc h 25°C +10 ± 1°C ± 0,5 °C ± 0,5 °C ± 1 ° C a m m a re ja ja ja 10 m in uta n k lim atk am m ar e -4 m in uta n k li m at k am m are ef te r 2 4 t im m ar -s puls 10 p ulse r 5 p uls er c a 25 puls er 5 puls er våer 1 1 3 -10% av bro ttlas t Anpas s a s ef ter def or m a tion 5± 2 (7± 2 )* μ m / 0.0 05% av prk diam e ter *tar i n te häns y n ti ll test tem p erature n 5± 2 (7± 2 )* μ m4 μ m v id 10°C 4± 0,5 μ m 80-200 m m 100, 15 0 & 200 m m 100 oc h 1 50 m m 100 m m ”havers ine” ”havers ine” ”havers ine” en s ålder -1-2 m ånad gam la -s y m m e tr isk -F*(v+0,27)/(z *h ) L*( v +0,27) /( D*t) ( §3) Anm . L ä r m ed elv ärd e be räk nat på 5 puls er P0*( v + 0,27) /(H 0*t) L*(v + 0,27 )/( D *t) Anm . L är m edelv ä rde b e räk nat på 5 puls e r heltal helta l 1 de c im a l H e ltal z är f rå n t op till b a s lin jen D är m a x ho ri s onta l def o rm a tion H är f rå n t op till s lut et av pe ri oden tal 0 ,35 v ar ie rar 0,35 r "ar ea fa c to r" -s k ild) + 10% oc h -20% av 1:a ± 10% av 1:a -v ) -17% av m edelvärdet v k roppar -dif f. > 10% r epetera tes tet ( §8.2 .3) 2 St. vi d dif f. >17% av m edelvärdet (§7.2) D if f. > 10% . Re pete ra tes tet ex tr em v ärd e -enligt F AS Metod 015 -Bilaga 1 Sid 1 (1)
F råg a 1 ä nde r ni dum m y prov k ropp m e d t e m pgiv a re v id v a rj e be s tä m ning a v s ty v he ts m odul? F råg a 2 Har d e n en el le r två term o m etr a r. V a r är d e p lacerad e. (p å y ta n oc h/e lle r i m it te n?) F råg a 3 Utfö rs ku rvan p assn in g p å d efo rm ati o n sm ätn in g e n fö re be rä k ning a v s ty v he ts m odul? F råg a 4 Redovi sar ni "S ti ffness m odul us" el le r "adj usted m odulus "? F råg a 5 A nge bre dde n på be la s tnings bom m e n (i mm me d e n d e c ima l) . F råg a 6 A nge noggra nnh e te n på de fo rm a tions giv a re n , i m ikro m eter (m in sta värd e so m n i kan m äte m ed era g ivare ( o ftast L V DT -g ivare) T vå st yc ken term om et rar, på yt an res pek tive m itt i dum m yprovk roppen. V et ej. R es ilient m odules 12, 4m m 0, 1 m ik rom et er, E n tiot us endels m m . m y m ed tem p. givare i. Därem ot provar vi m yn inf ör varj e om gång av s tyvhet sprovning vid de tem perat ur erna oc h kont rollerar at t värdena s täm m er m ed tidig are dum m y-res ult at . V i har t erm om et rar vid t em pereri ngs hyllorna sam t vid riggen. V id provning i 5° låt er vi provk rop pen tem perera 30 m in fr ån ins ät tn ing i riggen t ills v i k ör igån g analy sen (äv en vi d andra provningen), vid 10° tem pererar vi 20 m in oc h vid 20° tem pererar vi 5 Görs av program m et . S tif fnes s m odulus F ör 100 m m diam : 12, 7 m m , F ör 150 m m diam : 19, 0 m m 1 m ic ron V i har 2s t. E n på yt an oc h en i m itt en på k roppen V et ej. Os äk er . V i redovis ar S tif fnes s M odulus -D ef orm at ions givarens avläs barheet är i m m m ed 2 dec im aler 2 en i m itt en oc h 1 vid provriggen Nej S tif fne ss m odulus 12, 5 m m vid provs tyc ket 12, 0 m m I kant en Givarna het er RDP E le ct ronic s Lt d D5-200A G 5535 , 5532 (Du kans ke vet ) E n på yt an oc h en inne i provk rop pen. V et ej, har k ont ak tat le verant ören oc h vänt ar på s var. V i redovis ar adjus ted m odulus . 19, 0 m m för 150 m m 12, 7 m m för 100 m m 1/ 1000 m m , uppgif t f rån le verant ör endas t vid 1: a dum m yom g rop p m ed term om et er I t em p. sk åpet . V i lagrar provk ropparn a I et t s eparat te m p. sk åp innan k örning. I m itte n Nej int e m anuellt , I s ådana fa ll görs det direk t I dat aprogram m et (NA T ). S tif fnes s m odulus B elas tn ings bom m ens bredd är 12, 7 m m . S tyvhet sgivarna m ät er I s pannet 0-0, 20 m m oc h är givare som vi k öpt av c ooper (N A T ). M ins ta värdet s om den k an m ät a fic k jag ej f at t I m en det torde vara s am m a som övriga NA T - ut rus tningar. 1st i m itte n Ve t e j Vi har hittills anv änt adjus ted m en uts kr iften fr ån pr ogr am m et vis ar båda. 12. 8 m m för 100 m m provk ropp 19, 0 " 150 " 25, 4 " 200 " 0, 1 m ic ron e i k lim at sk åpet (där t es tut rus tningen st år) m ans m ed de prov kr oppar so m te st as . Den har 2 t erm om et rar, en på yt an oc h en i m itt en. V et ej, m en enligt program m et används beräk ning enligt B rit is h te st m et hod DD 213: 1993. S e bif ogad pdf -f il so m är et t ut drag ur användarm anualen angående beräk ningen . (J ag kan inhäm ta m er inf orm at ion fr ån E LE i A us tralien m en då m ås te fr ågan form uleras på V i redovis ar "S tif fnes s m odulus ". 12, 2 m m 0, 0001 m m T vå term om et rar, på yt an oc h i m itt en. "S tif fnes s m odulus " 125, 0 m m (ant aglig en 12, 5 m m ? /Leif ) ) Inte v anlig tv is ...doc k gjor de vi det i s am band m ed en. En ...p la ce ra d i m itte n. N ej. I bris t på s törre förs tåels e :-) redovis ar vi bå da . 150-pro vk roppar = 18, 9 m m , 100-provk roppar = 12, 6 m m 0, 0001 m m . När jag k olla de ka librerings bevis et fr ån S P var der as m ätos äk er het 0,000 5 m m ...s å uppgiften känns något tv ek sam . E n givare s om är plac erad i c ent ru m på provk roppen. Nej, in te
vad jag vet
i alla f all. Jag redovis ar "S tif fnes s m odulus ". F ör 150 m m provk roppar är bredden 19. 1 m m oc h för 100 m m pro vk roppar är bredden 12. 6 m m Jag är os äk er på noggr annhet en, m en
jag använder i alla f
all 2 LV DT -givare m ed m ät längden +- 0. 05 m m . I ut rus tnings kort et tr or ja g det s tår at t noggrannhet en är +- 0. 002 m m (jag är doc k m yc ket os äk er på denna uppgif t). 2, på yt an & m itt en ja Int e ak tuell för os s 12, 9 0, 06 Bilaga 2 Sid 1 (1)
Bilaga 3 Sid 1 (3)
R
esultat för dummyprovkroppar med Ø100mm och 150 mm
Omgång 1
Dummyprovkropp 1 (Ø100 mm). Styvhetsmodul i MPa
Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms 4592 - - - - 4831 4767 4796 4308 - 4592 - - - 4489 4070 124 ms 4439 - 4193 4355 3825 4829 4533 4499 4289 4766 4355 3802 4805 4589 4591 3790
Dummyprovkropp 2 (Ø150 mm). Styvhetsmodul i MPa
Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms 3139 - - - - 3493 3418 3264 2989 - 3089 4163 - - - 3161 124 ms 3160 - 3504 3171 3150 3453 3310 3308 2935 3477 3042 3707 3296 2936 2936 3116
Omgång 2
Dummyprovkropp 1 (Ø100 mm). Styvhetsmodul i MPa
Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms - 4570 - - - 4581 4163 - - - 4112 124 ms - 4376 4542 4362 4740 4449 - - 4030 5186 4330 3707 - - - 3793
Jämförelse mellan resultaten från omgång 1 och 2 vid olika
belastningstider för dummyprovkropp 1 (Ø100 mm)
Styvhetsmodul i MPa vid belastningstid 50 ms.
Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Omg 1 4592 - - - - 4831 4767 4796 4308 - 4592 - - - 4489 4070 Omg 2 - 4570 - - - - - - - - 4581 4163 - - - 4112
Styvhetsmodul i MPa vid belastningstid 124 ms.
Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Omg. 1 4439 - 4193 4355 3825 4829 4533 4499 4289 4766 4355 3802 4805 4589 4591 3790
Bilaga 3 Sid 2 (3)
R
esultat för laboratorietillverkade provkroppar (Ø100mm): ABT 11
Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 50 ms belastningstid:
Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2844 4890 - - - 3910 4108 - - 4641 2 3352 5344 - - - 4208 4505 - - 5018 3 2832 4696 - - - 3609 3790 - - 4346 4 2502 5370 - - - 3781 4068 - - 4275 5 2892 4921 - - - 3963 4111 - - 4443 Medel 2884 5044 - - - 3894 4116 - - 4545 Stdav 304 298 - - - 222 255 - - 298
Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 124 ms belastningstid:
Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2364 3955 2949 2942 4001 3058 - - 3118 3134 - 2848 - 2687 - 3270 2 2745 3961 3219 2966 4291 3043 - - 3598 3691 - 2892 - 3780 - 3482 3 2304 3079 2667 2769 3485 2446 - - 3087 3339 - 2438 - 2937 - 2995 4 2323 3815 2885 2880 4022 2785 - - 3279 3208 - 2604 - 3625 - 2932 5 2307 3352 3187 3264 3883 2839 - - 3142 3175 - 2760 - 3146 - 3062 Medel 2408 3633 2981 2964 3936 2834 - - 3245 3310 - 2708 - 3235 - 3148 Stdav 190 397 228 184 293 248 - - 211 227 - 187 - 460 - 226
Sammanställning av medelvärden och standardavvikelser vid olika belastningstider för varje provkropp:
50 ms 124 ms
Prov
Medel Stdav Medel Stdav
1 4079 795 3120 489 2 4485 772 3424 491 3 3855 717 2868 381 4 3999 1031 3123 524 5 4066 753 3101 392 Medel 4097 814 3127 455 Stdav 235 125 198 65
Bilaga 3 Sid 3 (3)
R
esultat för utborrade provkroppar (Ø100mm): AG 22
Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 50 ms belastningstid:
Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14730 15629 - - - 16445 11611 14660 - - 14638 2 14278 14528 - - - 16194 10238 14741 - - 14006 3 14637 13937 - - - 17452 12721 15719 - - 14533 4 13909 13729 - - - 16273 13153 15079 - - 13962 5 13903 14855 - - - 15132 14651 14485 - - 14307 Medel 14291 14536 - - - - - - - 16299 12475 14937 - - 14289 Stdav 390 759 - - - - - - - 825 1659 488 - - 304
Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 124 ms belastningstid:
Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12825 11964 12030 11199 13382 12374 - 11274 12151 13793 8646 - 16418 - 11970 2 12184 12152 10687 13022 13273 12874 - 12143 12339 13523 8649 - 7806 - 11369 3 12879 12448 12986 13319 14961 12787 - 11525 12925 14872 11301 - 14032 - 11932 4 11581 12996 12163 11381 14562 12514 - 11294 12460 13598 11053 - 14193 - 11453 5 11747 12491 11993 11886 13997 11818 - 11743 12168 12539 11430 - 12213 - 11766 Medel 12243 12410 11972 12161 14035 12473 - 11596 12409 13665 10216 - 12932 - 11698 Stdav 598 393 825 961 732 418 - 361 316 832 1438 - 3230 - 275
www.vti.se vti@vti.se
VTI är ett oberoende och internationellt framstående forskningsinstitut som arbetar med forskning och utveckling inom transportsektorn. Vi arbetar med samtliga trafikslag och kärnkompetensen finns inom områdena säkerhet, ekonomi, miljö, trafik- och transportanalys, beteende och samspel mellan människa-fordon-transportsystem samt inom vägkonstruktion, drift och underhåll. VTI är världsledande inom ett flertal områden, till exempel simulatorteknik. VTI har tjänster som sträcker sig från förstudier, oberoende kvalificerade utredningar och expertutlåtanden till projektledning samt forskning och utveckling. Vår tekniska utrustning består bland annat av körsimulatorer för väg- och järnvägstrafik, väglaboratorium, däckprovnings-anläggning, krockbanor och mycket mer. Vi kan även erbjuda ett brett utbud av kurser och seminarier inom transportområdet.
VTI is an independent, internationally outstanding research institute which is engaged on research and development in the transport sector. Our work covers all modes, and our core competence is in the fields of safety, economy, environment, traffic and transport analysis, behaviour and the man-vehicle-transport system interaction, and in road design, operation and maintenance. VTI is a world leader in several areas, for instance in simulator technology. VTI provides services ranging from preliminary studies, highlevel independent investigations and expert statements to project management, research and development. Our technical equipment includes driving simulators for road and rail traffic, a road laboratory, a tyre testing facility, crash tracks and a lot more. We can also offer a broad selection of courses and seminars in the field of transport.
