Betongvägar. Johan Silfwerbrand CBI Betonginstitutet CBI IF:s höstmöte, 7 nov. 2013

Transkript

1 Betongvägar Johan Silfwerbrand CBI Betonginstitutet CBI IF:s höstmöte, 7 nov. 2013

2 Betongslitlager på trafikytor 1. Funktionsegenskaper: textur, friktion, jämnhet, slitstyrka och metoder för att åstadkomma, mäta och vidmakthålla dessa. 2. Underhåll och reparation av slitagespår pga dubbdäck. 3. Läget beträffande betongbeläggningar på trafikytor (vägar, gator, industriytor, flygfält)

3 Funktions- & andra egenskaper

4 Mitt upplägg 1. Litet utförligare om funktions- och andra egenskaper (inkl. jämförelse med asfalt) 2. Kort om reparation av spår 3. Kort om läget för betongbeläggningar

5 Malin Löfsjögårds avhandling från 2003 = senast i SE

6 Löfsjögårds förslag (2003)

7 Asfalt eller betong? 2,0 m 2 x 3,5 m 0,5 m 1,0 m 2 x 3,75 m 2,75 m Ekman (2004)

8 Exempel på olika överbyggnader Asfalt Betong Asfaltbundet grus Obundet bärlager Förstärkningslager

9 Trafikverkets krav på vägbeläggningar Bärförmåga Beständighet Tjällyftning Jämnhet (i längsled) Jämnhet i sidled (avrinning) Känslighet för frosthalka Friktion (mellan däck & beläggning)

10 Trafik- & temperaturspänningar i en betongbeläggning Dragspänning

11 Buller Ytterligare krav Ljushet (behov av belysning) Miljö (naturresurser, utsläpp & partiklar, bränsleförbrukning, återvinning) Brandbeständighet Reparerbarhet Estetik

12 Mätningar på E6, Falkenberg Hultqvist & Carlsson (2004)

13 Beläggningar i jämförelsen Benämning Material Ballast d max Btg Dura 16 Betong K60 Durasplit* 16 mm Btg Dura 8 Betong K60 Durasplit 8 mm Btg Porf 16 Betong K60 Porfyr 16 mm Asf Kv 16 Asfalt Kvarts 16 mm Asf Porf 16 Asfalt Porfyr 16 mm FAS Porf 16 Modifierad asf Porfyr 16 mm * Def. kvarts-diorit, mylonitstruktur

14 Spårdjupsutveckling E6 Falkenberg, ADT (south) = Btg Dura 16 Btg Dura 8 Rutting (mm) Btg Porf 16 Asf Kv 16 Asf Porf 16 FAS Porf 16 Asph. Conc. 2 0 okt-95 mar-97 jul-98 dec-99 apr-01 Hultqvist & Carlsson (2004)

15 Slutsatser efter 6 år E6 Initiellt slitage 1,5 3 mm. Därefter: 0,5 mm per år för betong, 1,2 2 mm per år för asfalt. Icke signifikant skillnad pga skillnader i ballast eller max stenstorlek. Modifierad asfalt bättre än konventionell asfalt.

16 Alla jämförelser E6 Egenskap Betong Asfalt Spårdjup 3 4 mm 8 10 mm Slitage (dubbdäck) 0,5 1,2 mm 1,5 3 mm Friktion Bra Bra Jämnhet IRI < 1 mm IRI < 1 mm Buller Lika Hultqvist & Carlsson (2004)

17 Luminans Q 0 v/s krav på luminansflöde per m väg Besparingar på 30 % möjliga för betong N1 N2 N3 N Asfalt Betong Löfsjögård (2003)

18 Betong kan inte brinna Provkroppar av asfalt och betong efter ISObrandprovning (750 C) Noumowe (2004)

19 Jämförelse kring 19 faktorer 1 (5) Egenskap Betong Asfalt Bärförmåga ++ + Motstånd mot koncentrerade laster Motstånd mot långtidslaster Funktion på ojämnt underlag Tjällyftningsproblem möjliga Mycket bra, + bra, - dålig.

20 Jämförelse kring 19 faktorer 2 (5) Egenskap B A Töjbarhet under belastning - ++ Motstånd mot temperaturer vid hög temperatur Motstånd mot deformationer vid låg temperatur Slitstyrka ++ + Kostnad för fogar Mycket bra, + bra, - dålig.

21 Jämförelse kring 19 faktorer 3 (5) Egenskap B A Jämnhet + + Friktion + + Buller + + Bränsleförbrukning +(+) + Ljushet Mycket bra, + bra, - dålig.

22 Jämförelse kring 19 faktorer 4 (5) Egenskap B A Byggkostnader - ++ Underhållskostnader ++ - Brandbeständighet ++ - Reparerbarhet - ++ Möjlighet till återvinning Mycket bra, + bra, - dålig.

23 Jämförelse kring 19 faktorer 5 (5) Egenskap Betong Asfalt Totalt Totalt - 4 7

24 Användning av betong i högtrafik kanadensiskt exempel Networks Concrete Asphalt Concrete or asphalt Cormier & Thébeau (2004)

25 Användning av betong i högtrafik svenskt exempel Del 2: 55 km Asfalt Betong Ekman (2004) Del 1: 23 km

26 Apropå högaktuella Förbifart Stockholm

27 Tunnelns speciella villkor förändrar jämförelsen Styvt & jämnt underlag Små temperaturskillnader 24-timmarsbelysning Brandsäkerhet Svåråtkomlig för reparation Minskad spänning

28 Asfalt eller betong? Normala villkor

29 Asfalt eller betong? Tunnelvillkor Belysning Reducerade spänningar Brandsäkerhet Åtkomst vid reparation & underhåll

30 Slutsatser Asfalt och betong har båda för- & nackdelar. Välj bästa lösning för varje enskilt fall. Seriösa jämförelser kräver lika förutsättningar gällande funktionskrav, säkerhetsfilosofi, livslängd, LCA & användarkostnader. Entreprenaden får inte delas in i för korta sträckor.

31 Läs mer Tidskriften Betong, nr 1/2010, s 37-39

32 Reparation av slitagespår

33 Om spår och slitage Slitaget beror på ÅDT, dubbdäcken, dubbdäcksanvändningen, grad av spårbundenhet, vått eller torrt väglag, betongens egenskaper inkl. friläggning av ballast. Räkna med 2-3 mm år 1 + 0,5-1 mm per år år ger 15 mm slitage.

34 Hur hantera slitaget? Betongtjockleken väljs överstor för att möjliggöra två slipningar (2 15 = 30 mm). Betongen kan överlagras av asfalt. Betongen kan pågjutas. Spåren kan fräsas ur och fyllas med en igjutning (eng: inlay).

35 Så här reparerades 1970-talsväg på 1990-talet Silfwerbrand & Petersson, 1993

36 Läget för betongbeläggningar

37 Läget för betongbeläggningar? Användningsområde Vägar Gator Industriytor Flygfält Läget Ingen ny väg sedan Uppsala- Björklinge Fokus på Förbifart Stockholm. Busshållplatser finns, ej helt problemfria. Vi saknar uppgifter om användningen. Bra handbok. Utkonkurrerat av asfalt, senast Arlanda III. Kommentar LCC & LCA måste beaktas för konkurrenskraft. Bättre projektering. Marksten ofta bra val. Konkurrenskraftigt alt. för tunga fordon Neutral beräkningsmetod krävs.

38 Praktiska handböcker

39 Nya idéer

40 Betong begränsas till långsamkörfältet (K1) K1 K2 K2 K1

41 Treskiktsbeläggning Slitlager: Höghållfast betong med extra god slitstyrka Mellanliggande lager: Låghållfast och cementsnål betong Bottenlager: Höghållfast betong med hög böjdraghållfasthet

42 12 th Int. Symposium on Concrete Roads Prag, sept. 2014