Försök med asfaltåtervinning i Stockholm Asfaltgranulat som bärlager på GC-vägar Varm återvinning som slitlager på vägar/gator Lägesrapport 2001

Transkript

1 VTI notat VTI notat Försök med asfaltåtervinning i Stockholm Asfaltgranulat som bärlager på GC-vägar Varm återvinning som slitlager på vägar/gator Lägesrapport 2001 Författare FoU-enhet Projektnummer Projektnamn Uppdragsgivare Distribution Torbjörn Jacobson Väg- och banteknik Asfaltåtervinning, Stockholm Gatu- och fastighetskontoret i Stockholm Fri

2

3 Förord I syfte att nyttiggöra gamla asfaltmaterial och samtidigt minska behovet av deponering, har ett projekt initierats i syfte att finna lämpliga återvinningsmetoder, anpassade till de förhållanden som råder i Stockholm. Uppdragsgivare för projektet är Gatu- och Fastighetskontoret i Stockholm (Christer Rosenblad och Hans Hellberg) och Sycon Stockholm Konsult (Torbjörn Byrnäs). Från VTIs sida har Torbjörn Jacobson varit projektledare medan Anders Swenson och Thomas Halldin utfört fältmätningarna. Linköping i januari 2002, Torbjörn Jacobson VTI notat

4 VTI notat

5 Innehållsförteckning Sida Sammanfattning 5 1 Fallviktsmätning allmän beskrivning 7 2 Asfaltgranulat som bärlager på gång- och cykelväg Asfaltgranulat som bärlager på gångbana (trottoar) med asfaltbeläggning, Kvarnhagsgatan, Hässelby Provsträckor Fallviktsmätning Besiktning Fuktinnehåll i asfaltgranulat Asfaltgranulat som bärlager på trottoar med betongmarkplattor, Fatbursgatan, Södermalm Provsträckor Fallviktsmätning Asfaltgranulat som bärlager på gångbana med asfaltbeläggning, Västertorpsvägen Provsträckor Fallviktsmätning Asfaltgranulat som bärlager på gångbana med asfaltbeläggning, Malteholmsvägen, Hässelby Provsträcka och fallviktsmätning Sammanfattande kommentarer bärlager av asfaltgranulat på gångbana/trottoar 20 3 Försök med varm återvinning i verk Försök på Långsjövägen, Älvsjö Provsträckor Uppföljning Okulär besiktning Försök på Spångavägen, Bromma Provsträckor Uppföljning Analys av borrkärnor Okulär besiktning Litteratur 26 Bilagor: 1. Fallviktsmätning på Kvarnhagsgatan, hösten Fallviktsmätning på Fatbursgatan, hösten Fallviktsmätning på Västertorpsvägen, hösten Fallviktsmätning på Malteholmsvägen, december Provning av borrkärnor från Spångavägen VTI notat

6 VTI notat

7 Försök med asfaltåtervinning i Stockholm. Lägesrapport av Torbjörn Jakobson Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) Linköping Sammanfattning Asfaltgranulat som bärlager på gång- och cykelväg Rapporten visar att asfaltgranulat bör vara lämpligt till obundna lager på de flesta gång- och cykelbanor i Stockholm. Försöken visar hittills att gång- och cykelbanor med bärlager av asfaltgranulat (krossade gamla beläggningar) kan erhålla motsvarande bärighet (lastfördelande förmåga) som de med konventionella material. Även treaxialförsök på VTI pekar i samma riktning. I första delen av rapporten redovisas fyra försök med återvinning av asfaltmassor där asfaltgranulat använts som bärlagermaterial i gångbanor (GC-väg). Det första försöket utfördes 1999 (Kvarnhagsgatan, Hässelby), två försök genomfördes under sensommaren och hösten 2000 (Fatbursgatan, Södermalm och Västertorpsvägen) och det senaste försöket utfördes sommaren 2001 (Malteholmsvägen, Hässelby). Sammanlagt ingår 14 prov- eller referenssträckor i undersökningarna. Asfaltgranulatet har ersatt bärlagergruset och/eller AG-lagret. I ett fall har kall återvinningsmassa testats som bärlager i stället för AG. Referenserna utgörs av sträckor med konventionell uppbyggnad för GC-vägar i Stockholm, dvs. bärlagergrus, AG och ABT eller bärlagergrus, AG, sättsand och betongplattor. Bärighetsmätningar med fallvikt För att utvärdera de olika konstruktionernas styrka (bärighet, styvhet) har stor vikt lagts på bärighetsmätningar med fallvikt. Ett av kriterierna för utvärdering är krökningsradien som beskriver påkänningarna i de övre lagren av konstruktionen. Bärigheten kan för obundna asfaltmaterial öka med tiden, bland annat av trafikens efterpackning och om materialet häftar ihop, vilket kan ske under sommaren. Om vatten tränger in i konstruktionen kan en försämring ske. Vid jämförande fältstudier måste även de underliggande lagrens beskaffenhet beaktas eftersom påkänningarna på de övre lagren påverkas av styvheten i undergrunden. Enligt mätningarna från hösten 2001 låg krökningsradien mellan m för de olika sträckorna men i de flesta fall mellan m. De högre värdena för några av sträckorna kan delvis förklaras av att AG-tjockleken blivit något större än avsett. Konstruktionerna med betongplattor som slitlager har något lägre bärighet än de med slitlager av asfalt. Bäst resultat av sträckorna med enbart ett lager av asfalt och asfaltgranulat uppvisar Malteholmsvägen. Bidragande orsaker kan vara att gångbanan utfördes under sommaren och att granulatet med hjälp av asfaltutläggare lades i två relativt tunna lager, vilka packades var för sig. Asfaltgranulatets tjocklek verkar inte ha påverka bärigheten nämnvärt enligt försöket i Västertorp. Skillnaden mellan sträckorna innehållande 150 och 250 mm asfaltgranulat är liten. VTI notat

8 Noterbart är att det vid varje objekt finns provsträckor med asfaltgranulat som bärlager, vilka har motsvarande eller något högre bärighet än referensen. Ett par av provsträckorna missgynnas sannolikt av styvare undergrundsförhållanden (bergklack eller liknande) varför antalet teststräckor med motsvarande bärighet som referenserna sannolikt är fler än vad som mätningarna visat. De sträckor som lades 2000 har i samtliga fall erhållit en positiv bärighetsutveckling enligt mätningen från Provsträckorna i Hässelby uppvisar både bättre och sämre bärighetsutveckling under två år men skillnaden mellan de senaste årens mätningar är relativt liten. Vatteninnehållet i asfaltgranulatet låg på 2,1 3,7 % med de högsta värdena för prov tagna i det understa skiktet av lagret. Trots att proven togs på hösten var fuktinnehållet förhållandevis lågt. Fallviktsmätningarna bör därför inte vara påverkade av alltför höga fukthalter i de obundna lagren. Sammanfattningsvis visar försöken hittills att gång- och cykelbanor med bärlager av asfaltgranulat (krossade gamla beläggningar) kan erhålla motsvarande bärighet (lastfördelande förmåga) som de med konventionella material. Även treaxialförsök på VTI pekar i samma riktning. Styvhetsmodulen hamnar vid olika belastningsnivåer på motsvarande eller bättre värden än till exempel krossat bergmaterial. Deformationsresistensen är dock sämre hos asfaltgranulat, vilket måste beaktas om massorna skall användas på ytor med inslag av tung trafik. Asfaltgranulat bör då användas längre ned i konstruktionen, till exempel under en tjockare asfaltbeläggning eller ett lager av obundet material. Inblandning av stenmaterial kan även förbättra stabilitetsegenskaperna. En stor fördel är om lager av asfaltgranulat kan trafikeras en tid innan beläggningen läggs. Materialet hinner på så sätt ta upp mycket av den efterpackning som annars riskerar att ge spårbildning eller deformationer på gatan/vägen. Asfaltgranulat bör dock vara lämpligt till obundna lager på de flesta gång- och cykelbanor i Stockholm. Försök med varm återvinning i verk I den senare delen av rapporten redovisas två provvägsförsök med varma återvinningsmassor som slitlager. Provvägarna ligger i Älvsjö (Långsjövägen) och Bromma (Spångavägen). Sammanlagt 7 sträckor ingår varav 2 är referenser av nytillverkad, jungfrulig massa. Provbeläggningarna är ABT11 och ABT16 med 30 och 50 procents inblandning av asfaltgranulat. Uppföljningen 2001 omfattar okulär skadebesiktning och en mindre provtagning av borrkärnor på Spångavägen. Borrkärnorna undersöktes med avseende på hålrumshalt, pressdraghållfasthet och vattenkänslighet. Syftet var att studera om 50 % granulatinblandning påverkat asfaltens egenskaper. Proven togs efter ca ett års trafik på provvägen. Analyserna av borrkärnorna visade att återvinningsbeläggningen (ABT11/B % granulat) och referensen (ABT11/B180) var likvärdiga. De små skillnader som fanns i hålrumshalt och pressdraghållfasthet förklarades av att bindemedelsmängden var något högre i återvinningsmassan. I övrigt observerades inga skador eller förändringar på provsträckorna under det senaste året. 6 VTI notat

9 1 Fallviktsmätning allmän beskrivning För att beskriva påkänningarna i de övre lagren (ca 0 30 cm) redovisas krökningsradien (R) och töjningen i beläggningens underkant. Krökningsradien beräknas från deflektionerna D0 och D30 och töjningen från D0, D30 och D60. Påkänningarna i de undre lagren samt undergrunden beskrivs av deflektionen i D60. I det senare fallet är avsikten huvudsakligen att studera om förhållandena är lika mellan de olika provsträckorna. D60-värden mindre än 200 µm anses indikera bra undergrundsbärighet medan D60-värden över 300 µm indikerar dålig bärighet. Töjningen och krökningsradien (nedsjunkningarna) har korrigerats till temperaturen 10 C som brukar användas som referenstemperatur. Fallviktsmätningarna 1999 resp skall även ses som nollmätningar, utförda ca en månad efter sträckornas utförande, vilka ligger till grund för jämförelser med kommande mätningar (bedömning av hållfasthetsutveckling i främst granulatet). De beräkningsformler som använts för utvärderingen av fallviktsdata genom hela denna rapport är följande: Krökningsradie: R = r 2 /(2*D 0 *(D 0 /D 30-1)) D 0 och D 30 anges i µm. D står för deflektion (nedsjunkning). Lilla r är avståndet från belastningscentrum till D 30, i detta fall 300 mm. Formeln resulterar i en krökningsradie, R, uttryckt i m. När R-värdet ligger under 100 m anses bärigheten ligga på en sämre nivå och när den är över 200 m på en bra nivå (lämplig nivå för låg- till medeltrafikerade vägar). Lämplig nivå för trottoarer, gång- och cykelbanor är svårbedömd eftersom erfarenheter från liknande mätningar saknas (kanske är ett realistiskt värde för R). Beläggningstöjning: ε=37,4+(0,988*d 0 )-(0,533*D 30 )-(0,502*D 60 ) [Jansson, VTI] D 0, D 30 och D 60 anges i µm, vilket resulterar i en beläggningstöjning (ε) i µs. För att ta hänsyn till de olika beläggningstemperaturerna mellan vägavsnitten vid mättillfället korrigerades den beräknade töjningen från den uppmätta beläggningstemperaturen till standardtemperaturen +10 C enligt formeln: ε +10 C = ε ber /( (T C/10)^3,08*10-5 *h 1 2 *D 0 ) [Djärf, VTI] T är beläggningstemperaturen vid mättillfället. Beläggningstjockleken (h 1 ) och D 0 anges i mm. Resultaten från beräkningen av töjningen i underkant av beläggning. Om töjningen ligger över 300 µs anses beläggningen ha sämre bärighet och om den ligger under 150 µs anses den ha mycket bra bärighet. Både töjningen i beläggningens underkant och krökningsradien kan sägas vara ett mått på styvheten i de övre lagren av konstruktionen. VTI notat

10 2 Asfaltgranulat som bärlager på gång- och cykelväg 2.1 Asfaltgranulat som bärlager på gångbana (trottoar) med asfaltbeläggning, Kvarnhagsgatan, Hässelby Provsträckor Provsträckorna i Hässelby syftar till att undersöka om asfaltgranulat kan användas som obundet bärlager i GC-vägar (i detta fall en trottoar). Referens är standardkonstruktion med obundet bärlagergrus + AG + MAB. Ytterligare en sträcka med inblandning av emulsion i asfaltgranulat (kall återvinningsmassa) ingår i försöket. Figur 1 Provsträckor vid Hässelby i Bromma. Provsträckorna lades hösten 1999 och har sedan dess följts upp genom fallviktsmätningar och besiktningar. Hösten 2001 togs även prov för att kontrollera fuktinnehållet på asfaltgranulat i vägen. Tidigare resultat finns redovisade i VTI notat Provsträckorna utfördes enligt ett program som utarbetats av Stockholm Konsult, Gatu- och Fastighetskontoret och VTI gemensamt. Sträckorna hade följande uppbyggnad: Försökssträcka 1 Slitlager 25 mm ABT 8/B 180 Bärlager 1 80 mm Asfaltgranulat Bärlager mm Bärlagergrus Försökssträcka 2 Slitlager 25 mm ABT 8/B 180 Bärlager 150 mm Asfaltgranulat 8 VTI notat

11 Försökssträcka 3 Slitlager 25 mm ABT 8/B 180 Bärlager 1 50 mm AG 16/B 180 Bärlager mm Asfaltgranulat Försökssträcka 4 Slitlager 25 mm ABT 8/B 180 Bärlager 1 50 mm Asfaltgranulat med tillsatts av 1,5% emulsion Bärlager mm Bärlagergrus Referenssträcka Slitlager 25 mm ABT 8/B 180 Bärlager 1 50 mm AG 16/B 180 Bärlager mm Bärlagergrus Fallviktsmätning En sammanställning över fallviktsdata från mätningarna höstarna ges i tabell 1 och figurerna 2 4. Enskilda värden från mätningen i oktober 2001 framgår av bilaga 1. Tabell 1 Sammanställning av centrumnedsjunkningen, D0. Medelvärde, µm Standardavvikelse Sträcka Sträcka Sträcka Sträcka Referens VTI notat

12 mm ABT 8 50mm AG16 150mm granulat Krökningsradie, m mm ABT 8 80mm granulat 170mm bärlager 25mm ABT 8 150mm granulat 25mm ABT 8 50mm granulat + 1,5% Emulsion 200mm bärlager 25mm ABT 8 50mm AG16 200mm bärlager Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Referens Figur 2 Krökningsradien (R) för de olika sträckorna höstarna Töjning, mikrostrain mm ABT 8 80mm granulat 170mm bärlager 25mm ABT 8 150mm granulat 25mm ABT 8 50mm AG16 150mm granulat mm ABT mm granulat + 1,5% Emulsion 200mm bärlager 25mm ABT 8 50mm AG16 200mm bärlager Figur 3 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Referens Töjningen i beläggningens underkant för de olika sträckorna höstarna VTI notat

13 Deflektion- D60, µm mm ABT 8 80mm granulat 170mm bärlager 25mm ABT 8 150mm granulat 25mm ABT 8 50mm AG16 150mm granulat 25mm ABT 8 50mm granulat + 1,5% Emulsion 200mm bärlager 25mm ABT 8 50mm AG16 200mm bärlager Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Referens Figur 4 Deflektionen (D60) för de olika sträckorna höstarna D60 brukar vid tunna asfaltlager beskriva påkänningarna på de undre lagret samt undergrunden. Kommentarer Bärigheten (styvheten) i de övre lagren har för sträckorna 1 2 fortsatt att minska enligt mätningen från hösten Dessa två sträckor har bara 25 mm av ABTbeläggning direkt på ett lager av asfaltgranulat eller kombinationen asfaltgranulat + bärlagergrus. På sträcka 3 som har två lager av asfalt, ABT + AG, lagt på asfaltgranulat har bärigheten ökat sedan föregående mätning 2000 men är oförändrad eller lägre jämfört med den första mätningen från Sträcka 4 med emulsionsinblandning i granulatet (tänkt att ersätta AG) lagt på bärlagergrus och referensen med ABT + AG + bärlagergrus uppvisar oförändrade värden mellan 1999 och Om påkänningarna på de övre lagren studeras vidare uppvisar sträcka 3 högst bärighet (styvhet) med bättre värden på både töjning och krökningsradie jämfört med referenssträckan och övriga provsträckor. Sträcka 3 är också den sträcka som kan sägas ha den kraftigaste konstruktionen med bitumeninnehåll i samtliga lager. Det är möjligt att värmen från AG-massan (50 mm massa) fick som följd att granulatet i lagrets övre del kan ha härdat ihop. Denna sträcka uppvisar också de lägsta variationerna mellan mätpunkterna av samtliga. Sträcka 3 och referensen har mycket bra bärighet med tanke på att det är en trottoar. Sannolikt har även sträcka 4 tillräcklig bärighet medan sträckorna 1 och 2, båda med endast ett tunt slitlager direkt på granulat, verkar blivit för klena (sprickkänsliga). Om granulatet med tiden binder ihop, vilket ibland sker på trafikerade vägar genom trafikarbetet brukar bärigheten öka och ibland markant. Denna effekt verkar ha uteblivit vid Kvarnhagsgatan, vilket inte är förvånande eftersom ingen trafikrelaterad efterpackning sker på en trottoar. Deflektionen, D60, som främst beskriver undergrundens bärighet varierar mellan µm beroende på sträcka. Variationerna kan dock vara stora även VTI notat

14 inom sträckorna. Bergklackar, kulvertar eller varierande materialtyper kan vara orsaken. Lägst värden uppvisade sträcka 4 med mycket bra undergrundsbärighet. Styvare (stummare) undergrund kan vid fallviktsmätningen ge större påkänningar på de översta lagren (kanske främst bärlagret, s.k. madrasseffekten). Detta måste beaktas vid utvärderingen av bärighetsmätningarna. Vid denna provväg är främst sträcka 4 inte helt jämförbar med övriga sträckor Besiktning En del avtryck (gropar) förekom på sträckorna 1 och 2. Eventuellt har arbetsfordon med stödben påverkat beläggningen. En del arbeten verkar ha förekommit bredvid gångbanan. Ett antal återvinningscontainrar finns även placerade utmed sträcka 2, vilket kan ha påverkat beläggningen. Bild 1 Provsträckor 1 och 2 vid Kvarnhagsgatan. Bild 2 Provsträckor 3 och 4 vid Kvarnhagsgatan. 12 VTI notat

15 2.1.4 Fuktinnehåll i asfaltgranulat Hösten 2001 togs prov (i provgropar) på asfaltgranulatet på några sträckor för bestämning av fuktinnehåll. Eftersom trottoaren gränsar mot gräsmattor och delvis högre belägen terräng finns viss risk för att vatten skall tränga in i de obundna lagren under asfaltbeläggningen. Tabell 2 Vattenkvot i asfaltgranulatet hösten Provsträcka Nivå Vattenkvot vikt-% 2 Övre lagret 2,2 2 Undre lagret 2,5 3 Övre lagret 2,1 3 Mellersta lagret 2,3 3 Undre lagret 3,7 Vattenkvoten i asfaltgranulatet låg på oväntat låga nivåer och ingenting tyder på att vatten infiltrerat från intilliggande terräng. I bärlagergrus anses vatteninnehållet normalt ligga på ca 60 % av optimal vattenkvot (3 4 %) enligt erfarenheter från kontrollsträckor. I detta fall ligger värdena något lägre. Fallviktsmätningen från hösten 2001 bör därför inte ha påverkats av onormalt högt fuktinnehåll i bärlagermaterialet. Misstankar om detta förelåg efter den extremt regniga sommaren och hösten Asfaltgranulat som bärlager på trottoar med betongmarkplattor, Fatbursgatan, Södermalm Provsträckor Försöket syftar till att undersöka möjligheterna till att använda gammal asfaltbeläggning (asfaltgranulat) i stället för eller som komplement till konventionellt bärlager vid utformning av trottoarer med ytbeläggningen av betongmarkplattor. Provsträckorna ligger på en trottoar med betongmarkplattor utmed Fatbursgatan. De två övre lagren är desamma medan bärlagret i provsträckorna utgörs av 200 eller 250 mm asfaltgranulat medan referensen har 50 mm AG. Försöket utfördes under augusti mm Btg-plattor 50 mm Btg-plattor 50 mm Btg-plattor 30 mm sättsand 30 mm sättsand 30 mm sättsand 250 mm granulat 200 mm granulat 50 mm AG Sträcka 1 (20m) Sträcka 2 (20m) Sträcka 3 (18m) Figur 5 Provsträckornas uppbyggnad på Fatbursgatan. Betongplattornas storlek var 350x350x50 mm. VTI notat

16 Bild 3 Översikt över försökssträckorna på Fatbursgatan Fallviktsmätning Resultaten från de fallviktsmätningar som utfördes hösten 2001 redovisas i figurerna 6 9 samt i bilaga 2. Som jämförelse har även mätningen från hösten 2000 lagts in i de flesta av diagrammen Nedsjunkning, µm mm granulat 200 mm granulat 50 mm AG Avstånd från deflektionscentrum, mm Figur 6 Nedsjunkningen (medelvärden) på respektive sträcka, Fatbursgatan VTI notat

17 Krökningsradie, m mm granulat 200 mm granulat 50 mm AG Figur 7 Beräknade krökningsradier (medelvärden) på Fatbursgatan Töjning, mikrostrain mm granulat 200 mm granulat 50 mm AG Figur 8 Beräknade töjningar på Fatbursgatan. VTI notat

18 Deflektion- D60, µm mm granulat 200 mm granulat 50 mm AG Figur 9 Värden på D60 (medelvärden) för resp. sträcka på Fatbursgatan. Kommentarer Enligt VTIs expert på marksten går det att fallviktsmäta på betongmarkplattor. Den erhållna mätdatan verkar styrka detta även om nedsjunkningen i viss mån kan påverkas av fallviktsplattans placering på marken (markstenen). Spridningen mellan de enskilda provpunkterna var relativt stor på sträcka 2 men i övrigt som övriga objekt. Sträckan med 250 mm granulat verkade ha erhållit något bättre bärighet (styvhet) än referensen som har konventionell uppbyggnad. Samtliga sträckor har erhållit markant bättre bärighet 2001 jämfört med 2000 när sträckorna var relativt nylagda. Värdena är dock fortfarande betydligt lägre än vid t.ex. Hässelby. Erfarenheterna av fallviktsmätningar på marksten är dock ringa varför det är svårt att bedöma bärighetsnivån för denna konstruktionstyp. Mätningarna får i första hand ses som en relativ, jämförande studie. Deflektionen, D60, visade på förhållandevis bra bärighet för underliggande lager och undergrund. Skillnaden mellan de olika sträckorna var inte heller så stor. 16 VTI notat

19 2.3 Asfaltgranulat som bärlager på gångbana med asfaltbeläggning, Västertorpsvägen Provsträckor Försöket syftade till att undersöka möjligheterna till att använda gammal asfaltbeläggning (asfaltgranulat) som bärlagergrus vid utformning av gångbana med slitlager av asfalt. Slitlagret bestod i detta fall av 25 mm ABT8. De 4 provsträckorna innehöll asfaltgranulat lagt i ett eller flera lager och med varierande tjocklek. Referensen utgjordes av AG + bärlagergrus. 25 ABT8 50 AG Granulat 200 Bärlagergrus 250 Granulat 100 Granulat 200Granulat 150 Granulat Underbyggnad 1. Referens Figur 10 Provsträckornas uppbyggnad på Västertorpsvägen. Sträckornas längd var ca 25 m vardera Fallviktsmätning Resultaten av fallviktsmätningen hösten 2001 redovisas i figurerna samt i bilaga 3. Som jämförelse har även mätningen från 2000 tagits med Nedsjunkning, µm AG + grus 250 granulat granulat 200 granulat 150 granulat Avstånd från deflektionscentrum, mm Figur 11 Nedsjunkningen (medelvärden) på respektive sträcka, Västertorpsvägen, VTI notat

20 Krökningsradie, m AG + grus 250 granulat granulat 200 granulat 150 granulat Figur 12 Beräknade krökningsradier (medelvärden) på Västertorpsvägen Töjning, mikrostrain AG + grus 250 granulat granulat 200 granulat 150 granulat Figur 13 Beräknad töjning i beläggningens underkant (medelvärden), Västertorpsvägen. 18 VTI notat

21 Deflektionen-D60, µm AG + grus 250 granulat granulat 200 granulat 150 granulat Figur 14 Värden på D60 (medelvärden) för resp. sträcka på Västertorpsvägen. Kommentarer Bärigheten (styvheten) i de övre lagren har med tiden ökat för samtliga sträckor. Krökningsradien låg enligt mätningen från 2001 mellan m. Flera av provsträckorna med asfaltgranulat som bärlager uppvisade högre värden än referensen. Anmärkningsvärt är att referensen i detta försök uppvisar betydligt lägre bärighet än i Hässelby trots motsvarande uppbyggnad. Om provsträckorna med enbart slitlagerbeläggning direkt på asfaltgranulat jämförs så ligger värdena något högre vid Västertorp. De relativt låga krökningsradierna medför också att påkänningarna i beläggningen blir höga med töjningar nära 400 mikrostrain. Nedsjunkningen i D 60 som beskriver påkänningarna i underliggande lager samt undergrund visar i allmänhet på bra bärighet. Sträcka 3 ( mm granulat) uppvisade dock väldigt låga nedsjunkningar i D 60 enligt de två mätningarna. Sannolikt ligger ett styvare lager direkt under trottoarkonstruktionen (kanske en berghäll), vilket inverkar på fallviktsmätningen. Påkänningen blir därmed större i de övre lagren pga. det stumma underlaget. Det kan förklara de relativt låga värdena på krökningsradien som erhållits för sträcka 3. Asfaltgranulatet på denna sträcka bör annars ha erhållit bäst packning av samtliga sträckor eftersom det packades i två lager och dessutom på styvt underlag. VTI notat

22 2.4 Asfaltgranulat som bärlager på gångbana med asfaltbeläggning, Malteholmsvägen, Hässelby Provsträcka och fallviktsmätning Sommaren 2001 lades en gångbana på ca 200 m med asfaltgranulat (20 cm fräsmassor) som bärlager och ABT8 (3 cm) som slitlager. Asfaltgranulatet lades i två lager, 2 * 10 cm, och med asfaltläggare. I december 2001 utfördes en fallviktsmätning. Temperaturen hade innan mätningen legat omkring +5 C under en längre tid. Resultaten redovisas i tabell 3. Tabell 3 Fallviktsdata från december 2001, Malteholmsvägen D0 µm D60 µm Krökningsradie m Töjning mikrostrain Medelvärde: Standardav.: Minvärde: Maxvärde: Krökningsradien ligger på en högre nivå för detta objekt jämfört med motsvarande beläggning (enbart ABT8-beläggning) på Kvarnhagsgatan och Västertorpsvägen. En förklaring kan vara att asfaltgranulatet lades med läggare i två lager om vardera 10 cm och att arbetena utfördes under sommaren, vilket kan vara gynnsamt för packningen av asfaltgranulatet (värme underlättar packningen, partiklarna kan klibba ihop). 2.5 Sammanfattande kommentarer bärlager av asfaltgranulat på gångbana/trottoar För att utvärdera de olika konstruktionernas styrka (bärighet, styvhet) har stor vikt lagts på bärighetsmätningar med fallvikt. En av kriterierna för utvärdering är krökningsradien som beskriver påkänningarna i de övre lagren av konstruktionen. Bärigheten kan för obundna asfaltmaterial öka med tiden, bland annat av trafikens efterpackning och om materialet häftar ihop, vilket kan ske under sommaren. Om vatten tränger in i konstruktionen kan en försämring ske. Vid jämförande fältstudier måste även de underliggande lagrens beskaffenhet beaktas. Påkänningarna på de övre lagren påverkas t.ex. av styvheten i undergrunden. En sammanställning över fallviktsdatan (krökningsradien) från mätningarna hösten 2001 ges i figur VTI notat

23 Krökningsradie, m Kvarnhagsgatan Fatbursgatan Västertorpsvägen Malteholmsvägen 25 ABT8, 50 AG16, 200 bärlager 25 ABT8, 50 AG16, 150 granulat 25 ABT8, 50 emulsion+granulat, ABT8, 80 granulat, 170 bärlager 25 ABT8, 150 granulat 50 Btg, 30 sand, 50 AG 50 Btg, 30 sand, 250 granulat 50 Btg, 30 sand, 200 granulat 25 ABT8, 50 AG16, 200 bärlager 25 ABT8, 250 granulat 25 ABT8, granulat 25 ABT8, 200 granulat 25 ABT8, 150 granulat 25 ABT8, 200 granulat Figur 15 Översikt över krökningsradien för provsträckorna på trottoarer. Fallviktsmätning från hösten De höga värdena för två av sträckorna i Hässelby (Kvarnhagsgatan) kan till viss del förklaras av att AG-lagret blivit något tjockare än planerat. Enligt provtagningen på sträcka 3 var AG-lagret några cm tjockare än avsett. På Kvarnhagsgatan är skillnaden stor mellan sträckorna som har AG och de där AGlagret ersatts med asfaltgranulat. Bärigheten har för dessa sträckor också minskat med tiden (halverats), vilket pekar mot att konstruktionen blivit för svag. I Västertorp föreligger ingen skillnad mellan referensen som har AG och flera av provsträckorna där AG ersatts med asfaltgranulat. I det senare fallet har bärigheten också ökat under det första året. Bäst resultat av sträckorna med enbart ett lager av asfalt och asfaltgranulat uppvisar Malteholmsvägen. Bidragande orsaker kan vara att gångbanan utfördes under sommaren och att granulatet med hjälp av asfaltutläggare lades i två relativt tunna lager, vilka packades var för sig. Enligt de danska anvisningarna för bärlager av asfaltgranulat erhålls det bästa resultatet vid utläggning under varm väderlek. Granulatkornen kan då både forma sig och fästa ihop bättre vid vältningen eftersom de är relativt mjuka och klibbiga. Asfaltgranulat skall inte heller läggas i tjockare lager än 15 cm. Noterbart är att det vid varje objekt finns provsträckor med asfaltgranulat som bärlager vilka har motsvarande eller något högre bärighet än referensen. Ett par av provsträckorna missgynnas sannolikt av styvare undergrundsförhållanden (bergklack eller liknande) varför antalet teststräckor med motsvarande bärighet som referenserna är något fler än vad som framgår av figur 15. Asfaltgranulatets tjocklek verkar inte ha påverka bärigheten nämnvärt enligt försöket i Västertorp. Skillnaden mellan sträckorna innehållande 150 och 250 mm asfaltgranulat är liten. De sträckor som lades 2000 har i samtliga fall erhållit en positiv bärighetsutveckling enligt mätningen från Provsträckorna i Hässelby uppvisar både bättre och sämre bärighetsutveckling under två år men skillnaden mellan de senaste årens mätningar är relativt liten. Vatteninnehållet i asfaltgranulatet låg på 2,1 3,7 % med de högsta värdena för prov tagna i det understa skiktet av lagret. Trots att proven togs på hösten var fuktinnehållet förhållandevis lågt i asfaltgranulatet. Mätresultaten bör således inte ha påverkats av vatteninnehållet i VTI notat

24 materialet. Både med tanke på temperaturerna vid mättillfället (ca 10 C) och fuktinnehållet bör fallviktsmätningarna på ett bra sätt ha återspeglat bärigheten hos den här typen av konstruktioner. Som det framgår av figur 15 ligger krökningsradien i de flesta fall mellan m beroende på sträcka. Konstruktionen med betongplattor som ytlager har något lägre bärighet än de med slitlager av asfalt. Lämplig nivå för den här typen av objekt är svårbedömd (erfarenheter saknas). Kanske m är ett realistiskt värde om en viss andel tung trafik trafikerar gång eller cykelbanan. Vägens bärighet påverkas också av undergrundens beskaffenhet, något som inte beaktas vid dimensioneringen av GC-vägar i Stockholm (endast en standardkonstruktion förekommer). Asfaltgranulat kan ha en bindande förmåga som dock beror på materialet i sig självt (bindemedelshalten och graden av åldring) samt packningen vid utförandet, efterpackningen från trafiken som i båda fallen gynnas av höga temperaturer. Enligt VTIs uppföljningar har krossade asfaltmassor i bärlager (Jönköping, Västerås och provvägen vid Saxån) med tiden bundit ihop så att hela borrkärnor har kunnat erhållas. Gemensamt för vägarna har varit relativt mycket trafik och högt bitumeninnehåll i de gamla asfaltmassorna. Det finns också flera exempel där materialet inte har bundit ihop, t.ex. från gångbanor och lågtrafikerade gator. 22 VTI notat

25 3 Försök med varm återvinning i verk 3.1 Försök på Långsjövägen, Älvsjö Provsträckor Försöket syftar till att studera effekten av granulatinblandning i varm asfaltmassa. Massorna tillverkades i ett verk med parallelltrumma (det enda i Sverige, Sandahls Asfalt), vilket innebär att granulatet värmdes upp separat innan det blandades in i den nya massan. Vid användning av parallelltrumma kan högre andel granulat tillsättas (upp mot 50 % beroende på granulatets sammansättning) jämfört med konventionella verk som endast tillåter maximalt % granulatinblandning. Provvägen är belägen på en förortsgata med blandad trafik (t.ex. busstrafik). Den beläggningstyp som testats är slitlager typ ABT 16/B 85. Tre olika sträckor lades under augusti 1999: 1. referens med nytillverkad massa (ABT 16/B 85) % granulatinblandning (ÅA ABT 16/B 85) % granulatinblandning (ÅA ABT 16/B 85) Uppföljning 2001 Vägen har endast besiktigats under Okulär besiktning År 2000 Enligt den okulära besiktningen framkom det att referensen bestod av beläggning med två olika stenmaterial. I riktningen mot Älvsjö innehöll beläggningen ett betydligt ljusare stenmaterial medan stenmaterialet i motsatt riktning till synes bestod av ett något rödare material och samma som i försökssträckorna. De feta fläckar som observerades under 1999 förekom fortfarande. En liten deformation iakttogs på försökssträckan med 50 % granulatinblandning i riktningen från Älvsjö. Deformationen förekom i samband med en fet fläck nära en busshållsplats. I övrigt förekom inga skador på sträckorna. År 2001 Ingen märkbar förändring hade skett under En del fetare partier förekommer fortfarande liksom deformationen nära busshållplatsen. VTI notat

26 3.2 Försök på Spångavägen, Bromma Provsträckor Försöket syftar till att studera effekten av granulatinblandning i varm asfaltmassa på en väg med större trafikvolym. Provvägen är belägen på en större förortsgata (trafikled) med blandad trafik (en hel del busstrafik). Den beläggningstyp som testats är slitlager typ ABT 11/B180 och ABT16/B 180. Fyra olika sträckor ingår i försöket: 1. referens med nytillverkad massa (ABT 11/B 180) % granulatinblandning (ÅA ABT 11/B 180) % granulatinblandning (ÅA ABT 11/B 180) % granulatinblandning (ÅA ABT 16/B 180) Sträckorna befinner sig på Spångavägen i direkt anslutning till rondellen vid Brommaplan. Nedanstående figur beskriver uppbyggnaden av sträckorna. Brommaplan ABT m 37m ABT m ABT % 147 m ABT % 63 m ABT % 114 m ABT % 106 m ABT % 154 m ABT % 196 m Mot Spånga ABT 11= 69 kg/m 2 ABT 16= 92 kg/m 2 Bindemedel: B180 i samtliga beläggningar. Figur 16 Beskrivning av de olika sträckornas placering och andel granulat på Spångavägen. Bild 4 Översikt överprovsträckorna på Spångavägen. 24 VTI notat

27 3.2.2 Uppföljning 2001 På två av provsträckorna togs ett antal borrkärnor hösten Syftet var att studera om beläggningens beständighet påverkats av granulatinblandningen. Tio borrkärnor togs på sträckan innehållande ABT % granulat. Som jämförelse togs även tio prov på motsvarande referens med ABT11. På borrkärnorna bestämdes hålrumshalt, pressdraghållfasthet och vidhäftningstal. I samband med provtagningen gjordes även en okulär besiktning Analys av borrkärnor I tabell 4 redovisas laboratorieresultaten på borrkärnorna från Spångavägen. Enskilda provningsresultat framgår av bilaga 4. Vattenkänsligheten har bestämts genom FAS-metod som numera föreskriver 7 dygns vattenlagring. Kravet i ATB VÄG 2002 är minst 75 % i vidhäftningstal för relativt nylagda massor. Tabell 4 Resultat av laboratorieprovning på borrkärnor. Sträcka Hålrumshalt vol-% Pressdrag. torr kpa Pressdrag. våt kpa Vidhäftningstal % ABT11+50% granulat 3, ABT11 2, Skillnaden i vattenkänslighet är liten mellan proven tagna på beläggning av nytillverkad och återvunnen asfaltmassa. Eftersom beläggningen är ett år gammal kan inte kraven i ATB VÄG tillämpas fullt ut Sannolikt hade beläggningen klarat kraven om provningen gjorts på provkroppar tagna på relativt nylagd beläggning. Enligt tidigare erfarenheter från varm återvinning brukar inblandning av granulat förbättra vattenkänsligheten hos asfaltbeläggningar och även göra massan smidigare vid utläggningen. En negativ effekt av granulattillsats kan vara förhöjd styvhet, vilket inte är fallet här. Pressdraghållfastheten är något lägre för provkropparna från provsträckan med 50 % granulat jämfört med referensen. Styvheten hos ett åldrat bindemedel kan kompenseras genom att massan görs fetare, dvs. något mer nytt bindemedel inblandas eller ett mjukare bitumen används. Enligt kvalitetskontrollen erhöll återvinningsmassan 0,2 0,3 procentenheter högre bindemedelshalt än referensen. Efter ett par års trafik bör en noggrannare uppföljning utföras som omfattar samtliga provsträckor på provvägen. Borrkärnor kan t.ex. analyseras med avseende på stabilitet, styvhet, vattenkänslighet och egenskaper hos bindemedlet Okulär besiktning 2001 Beläggningen såg överlag mycket bra ut och ingen skillnad kunde iakttagas mellan de olika sträckorna. Vid busshållplatsen förekom dock mindre deformationer. VTI notat

28 4 Litteratur Djärf, L: Modellutveckling, delprojekt inom huvudprojektet Dimensionering vid förbättring och underhåll. VTI notat V207, Jansson, H: Regressionssamband för beräkning av påkänning i asfaltbeläggning ur deflektioner mätta med fallvikt. VTI notat V Jacobson, T & Hornwall, F: Kall återvinning av asfaltbeläggning. Provvägsförsök i Värmland - sju års erfarenheter. VTI notat Jacobson, T & Hornwall, F: Försök med modifierad emulsion vid ytbehandling. Provväg på riksväg 62, Deje - Olsäter, Värmland. Slutrapport VTI notat Jacobson, T & Hornwall, F: Kall och halvvarm återvinning av asfalt i verk. Del 1 Laboratorieprovning. VTI notat Jacobson, T & Hornwall, F: Kall och halvvarm återvinning av asfalt i verk. Del 2 Provvägar och kontrollsträckor. VTI notat Jacobson, T & Hornwall, F: Försök med asfaltåtervinning i Stockholm. Lägesrapport VTI notat Jacobson, T: Återvinning av schaktmassor från Stockholm. VTI notat VTI notat

29 Bilaga 1 Kvarnhagsgatan, Hässelby Fallviktsmätning: ,sträcka 1 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,7 13, , ,7 15, , ,7 15, , ,4 14, ,4 15, , ,9 13, , ,9 15, , ,9 14, , ,9 13, Medel 50, ,4 14, Min 49, ,9 13, Max 51, ,9 15, Std.avv. 0, ,4 1, Beläggningstemp ( C) 11 Temperaturkorrigerade värden (10 C) Kvarnhagsgatan, Hässelby Fallviktsmätning: Tjocklek beläggn. (mm) 100 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,7 13, , ,7 15, , ,7 15, , ,4 14, ,4 15, , ,9 13, , ,9 15, , ,9 14, , ,9 13, Medel 50, ,4 14, Min 49, ,9 13, Max 51, ,9 15, Std.avv. 0, ,4 1, VTI notat

30 VTI notat

31 Bilaga 2 Fallviktsmätning, Fatbursgatan, hösten 2001 Fallviktsmätning: Sträcka 1 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,2 12, , ,3 12, ,2 13, , ,5 13, ,5 12, Medel 49, ,3 12, Min 49, ,2 12, Max 49, ,5 13, Std.avv. 0, ,2 0, Beläggningstemp ( C) 10 Tjocklek beläggn. (mm) 100 Fallviktsmätning: Sträcka 2 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,2 12, , ,7 14, ,3 13, , , , ,2 12, Medel 49, ,3 13, Min 48, ,2 12, Max 49, ,7 14, Std.avv. 0, ,2 1, Beläggningstemp ( C) 10 Tjocklek beläggn. (mm) 100 Fallviktsmätning: Sträcka 3 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,7 12, , ,4 12, , ,5 12, , ,5 12, ,5 12, Medel 49, ,5 12, Min 49, ,4 12, Max 49, ,7 12, Std.avv. 0, ,1 0, Beläggningstemp ( C) 10 Tjocklek beläggn. (mm) 100 VTI notat

32 VTI notat

33 Bilaga 3 Sid 1 (2) Fallviktsmätning, Västertorpsvägen, hösten 2001 Fallviktsmätning: Sträcka 1, ref Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Temp. Korr. 10 C Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain m mikrostrain , , , ,2 20, , , , ,9 16, , , Medel 49, ,0 17, Min 49, ,9 15, Max 49, ,2 20, Std.avv. 0, ,1 1, Beläggningstemp ( C) 14 Tjocklek beläggn. (mm) 100 Fallviktsmätning: Sträcka 2 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Temp. Korr. 10 C Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain m mikrostrain , ,9 15, , ,7 15, , , , ,7 14, , , Medel 49, ,6 15, Min 49, ,0 14, Max 49, ,9 15, Std.avv. 0, ,3 0, Beläggningstemp ( C) 14 Tjocklek beläggn. (mm) 100 Fallviktsmätning: Sträcka 3 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Temp. Korr. 10 C Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain m mikrostrain , ,5 15, , , ,7 15, , ,7 14, , ,7 15, Medel 49, ,7 15, Min 49, ,5 14, Max 50, ,0 16, Std.avv. 0, ,2 0, Beläggningstemp ( C) 14 Tjocklek beläggn. (mm) 100 VTI notat

34 Bilaga 3 Sid 2 (2) Fallviktsmätning: Sträcka 4 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Temp. Korr. 10 C Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain m mikrostrain , ,7 14, , ,7 15, , , , ,5 16, , ,9 15, Medel 49, ,7 15, Min 49, ,5 14, Max 49, ,9 16, Std.avv. 0, ,1 0, Beläggningstemp ( C) 14 Tjocklek beläggn. (mm) 100 Fallviktsmätning: Sträcka 5 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Temp. Korr. 10 C Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain m mikrostrain , ,9 14, , ,9 15, ,4 14, , ,5 14, , ,5 16, Medel 49, ,8 15, Min 48, ,5 14, Max 49, ,4 16, Std.avv. 0, ,4 0, Beläggningstemp ( C) 14 Tjocklek beläggn. (mm) 100 VTI notat

35 Bilaga 4 Temperaturkorrigerade värden (10 C) Malteholmsgatan, Hässelby Fallviktsmätning: Tjocklek beläggn. (mm) 100 Sensor Number : Sensor Distance : (cm) Distance Imp Load D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Air Pave K.rad Töjning m kn µm µm µm µm µm µm µm C C m mikrostrain , ,3 4, , ,7 4, , ,2 4, , ,3 4, , ,5 4, , ,3 4, , ,5 4, , ,3 4, , ,5 4, , ,7 4, ,3 4, ,3 4, ,3 4, , ,3 4, , ,2 3, , ,5 4, , ,3 4, , ,1 4, ,3 4, , ,6 4, , ,9 4, Medel 50, ,4 4, Min 49, ,9 3, Max 51, ,7 4, Std.avv. 0, ,2 0, VTI notat

36 VTI notat

37 Bilaga 5 FAS Metod pressdragprovning. Bestämning av vattenkänslighet genom Projekt: Objekt: Spångavägen, referens Levererande materialtäkt: Massatyp/märkning: Provtagningsdatum: Provkropparna är: Uppborrade Pk-storlek/packningsmetod:Ø 100 mm VTI-nr/projektnr: Våta gruppen Prov Skrymd. Hålrum Vatten (%) Draghållf. nr ( g / cm³ ) (%) Absorption Mättn.grad ( kpa) 12 2,406 2,5 2, ,409 2,3 1, ,405 2,5 2, ,401 2,7 2, ,412 2,2 2, Mv 2,407 2,4 2, Stdav 0,00 Vidhäftningstal 66 Torra gruppen Prov Skrymd. Hålrum Draghållf. nr ( g / cm³ ) (%) ( kpa) 11 2,412 2, ,406 2, ,402 2, ,405 2, ,410 2, Mv 2,407 2, Stdav 0,00 VTI notat

38 VTI notat