Nr Utgivningsår: Dubbavnötning på provplattor i Norge vintrarna 1994/95 och 1995/96 Lägesrapport 96-06

Transkript

1 VTT notat Nr Utgivningsår: 1996 Titel: Dubbavnötning på provplattor i Norge vintrarna 1994/95 och 1995/96 Lägesrapport Författare: Torbjörn Jacobson Programområde: Vägteknik (Asfaltbeläggning) Projektnummer: Projektnamn: Slitageundersökning, Norge (prospekt nr P-514) Uppdragsgivare: Veglaboratoriet, Oslo Distribution: Fri div Väg- och transportä forskningsinstitutet

2 Dubbavnötning på provplattor i Norge vintrarna 1994/95 och 1995/96 Torbjörn Jacobson VTI NOTAT

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Inledning Prevningsmetodik Provmaterial Packningskontroll av provplattor Plattornas läge på vägen Slitagemätningar - resultat Provplattcr vid Hokksund och Drammen Provplattor vid Bergen Bilagor: 1. Plattornas placering på vägen 2. Plattornas läge i förhållande till avnötningsproñlen på vägen (dubbspåret) 3. Sammanställning över slitagedata VTI NOTAT

4 Inledning På uppdrag av Veglaboratoriet, Vegdirektoratet i Oslo, har slitstyrkan undersökts på ett antal provplattor utlagda på vägen. Provplattoma studeras enligt en speciell metodik, utvecklad vid VTI. Uppdraget har omfattat slitagemätning av 4*8 st provbeläggningar typ slitlager av asfalt. Provplattoma år utlagda vid följande vägobjekt: väg 11, Hokksund (8 st), plattor utlagda 1994 väg 289, Drammen (8 st), plattor utlagda 1994 E16, Flöyfjellstunneln, Bergen (8 st), plattor utlagda 1995 väg 553, Fjösanger, Bergen, plattor utlagda 1995 Dubbslitagemätningarna gjordes i oktober 1995 och maj 1996 samt november 1994 och maj Provningsmetodik Provningsmetodiken finns beskriven i VTI Särtryck nr 224. Provmaterial Förutom VTIs referensbeläggning är samtliga asfaltmassor proportionerade och tillverkade i Norge. Följande beläggningstyper och stenmaterial ingår i undersökningen: Beläggningstyp Stenmaterial Anmärkning Ska 16 (skelett) Ska 16 Ska 16 Ska 16 Ska 16 Ab 16 (tät) Ab 16 Homfels, Lierskogen Basalt, Huken Rombeporfyr, Bjönndalen Basalt, Steinskogen Homfels, Knivedalen Basalt, Steinskogen Homfels, Knivedalen HABS 16 Porfyr, Älvdalen Svensk referens Packningskontroll av provplattor I samband med tillverkningen av provplattoma på VTI kontrollerades packningsgraden. Packningsgraden definieras som förhållandet i procent av skrymdensiteten mellan provplattan

5 och skrymdensiteten erhållen vid Marshallpackning på massaprov. Packningsgraden ligger för de norska materialen mellan % medan VTIs referens uppvisar 99 % (se även utlåtande ). De lägre packningsgradema för de norska beläggningstypema förklaras sannolikt av att vid Marshallpackning i Norge föreskrivs 2*75 slag vilket ger något högre skrymdensitet (packning) jämfört med 2*50 slag som är standard i Sverige. Erfarenheterna från VTIs FoUprogram med plattor visar att packningsgraden för ABS-prov brukar ligga mellan % och för ABT-prov på %. Enligt en senare undersökning i VTIs provvägsmaskin förelåg ingen signifikant skillnad i slitstyrka mellan prov med 96% och 100% packningsgrad. Låg (dålig) packningsgrad har sannolikt större betydelse för belåggningens åldrings- och beståndighetsegenskaper samt motståndskraften mot permanent deformation. Plattornas läge på vägen Plattornas inbördes placering på vägen framgår av bilaga 1. Plattornas läge på vägen i förhållande till avnötningsproñlen (det spår som orsakats av dubbtrañken) vintern 1995/96 framgår av bilaga 2. Som det framgår av proñlema ligger plattorna i det högra hjulspåret. Slitagemätning - resultat Provplattor vid Hokksund och Drammen Dubbavnötning vintern 1995/96 Resultaten från slitagemätningarna vintern 1995/96 framgår av ñgurema 1-3 och bilaga 3. %á Oo / /I/I/ od åiåiånånåiåiåiå / / / / / / / / / álálálálálálálálá Figur 1 Provplattor vzd vag 11 Hokksund Dubbavnotnmg [995/96 VTI NOTAT

6 2 Medelavnötning, mm.9 'D 9 P P :* '* :* r* '* N?o 70 ' ' _ \\ \\ \\ '2 II! \\ Figur 2 E E D! G 5.o o.o.o ro 'io b l. 1 L \\ I 3...; ä 2:.< ä'?rå 3.3 å \ I II Provplattor vid väg 289, Drammen. Dubbavnötning 1995/96. ;I II 9 Figur3 Medelvärde för båda objekten (Drammen och Hokksund). Dubbavnötning 1 995/96. VTINOTAT

7 Dubbavnötning vintern 1994/95 Figur 5 Provplattor vid väg 289, Drammen. Dubbavnötning 1994/95. VTI NOTAT

8 uuu 'Buwlgunmapaw 8. s N '- v- I I I // I.: // / W///w/ -/ I / - // o // '00 P :å mo u: // Figur 6 Medelvärden för båda objekten (Drammen och Hokksund). Dubbavno'ming I 994/95. Sammanlagd dubbavnötning fo'r vintrarna 1994/95 och 1995/96 Resultaten från slitagemätningarna vintrarna 1994/95 och 1995/96 framgår av flgurema 7-9. m V Q 0 M N N F F O O O. '0. o_ m. 0. '0. O. In. 0. In. 0. O O O O O O O O O O O T I 95/96 Figur 7 Provplattor vid väg 11, Hokksund. Dubbavnötning 1994/95 och 1995/96. VTI NOTAT

9 ..,-.-.,- dm? Mä 'Np w,-.- c ämm âuguåmåpawâ å. Figur 9 Medelvärden för båda objekten (Drammen och Hokksund). Dubbavno'ming 1994/95 och 1995/96. VTI NOTAT

10 Kommentarer: Den svenska referensplattan utgörs av HABSIÖ med ca 70 % porfyrmaterial från Älvdalen i Dalarna. Kulvamsvärdet ligger på 5,0 och sprödhetstalet på 37 vid flisigheten 1,36. Slipvärdet är 1,29. Porfyr från Älvdalen består av krossat naturgrus, ett blandmaterial med ca 70 % porfyr med mycket bra slitstyrka och 30% Övriga material av varierande slitstyrka. Det mesta utgörs av graniter av god kvalitet. En del svaga korn förekommer dock, vilket förklarar det högre kulkvarnsvärdet (5,0) i förhållande till den extremt goda slitstyrkan som materialet uppvisar på vägen. De svaga komen krossas helt ned vid labtestet i kvarnen medan de på vägen skyddas av stenskelettet. Kulkvarnvärdet blir på så sätt något för högt. HABS 16 med Älvdalsporfyr har i ett flertal undersökningar i provvägsmaskinen och på Vägen givit det bästa resultatet jämfört med ett stort antal olika stenmaterialtyper och även blivit den vanligaste beläggningstypen på det mest högtrañkerade vägnätet i Sverige (ADT>20.000). Dubbavnötningen är markant mindre den senaste vintern, 1995/96, jämfört med förra vintern, 1994/95. Den huvudsakliga anledningen till detta är sannolikt effekter från initialslitaget. En beläggning slits alltid betydligt mera i början innan bruket hunnit nötas bort och stenarna rundats av. Mot den bakgrunden brukar andra eller tredje årets slitage anses vara representativt för att beskriva beläggningens slitstyrka. Andra orsaker till att avnötningen minskar kan vara enligt svenska erfarenheter mindre dubbanvändning, torrare väglag och effekter av ökande andel lättviktsdubb. I södra Sverige ökade dubbanvändningen markant vintern 1995/96 jämfört med tidigare vintrar. På senare år har det relativa slitaget (nötning per fordon och kilometer) minskat i Sverige tack vare övergången till lättviktsdubb (endast den typen av däck säljs idag på marknaden). De norska skelettasfaltema uppvisar genomgående bra slitstyrka. Skillnaden mellan de bästa och sämsta skelettasfalten är ca 40 %. Ska16 slits mindre än motsvarande Ab16, ca % reducerat (mindre) slitage. Enligt besiktningen från maj 1996 såg plattorna bra ut och massan verkade vara homogen. Endast lokala stensläpp förekom i normal omfattning. Dubbtrañken har på den intilliggande beläggningen (bilaga 2) vid väg 11, Hokksund, vintern 1995/96, orsakat en spårbildning (maximalt spårdjup) på 1,5 mm och vid väg 289, Drammen, 0,9 mm. Som jämförelse kan nämnas att den spårbildningen som orsakas av dubbtrañken i Sverige, på högtrafikerade vägar, idag ligger omkring 0,5-2,0 mm per år. Provplattor vid Bergen Dubbavnötning vintern 1995/96 Resultaten från slitagemätningama vintern 1995/96 framgår av ñgurema och bilaga 3. VTI NOTAT

11 E. L'. o ä ä i a 10 Medelslitage, mm o o d d N N u U å & UI? II äw wwww I.. ä'ii 7N Nwww»nu Nw Weis, H.I \\NN\ I. åw www& W $$ _ \N$ III E&ÅNN& N N 'III' \\%& Bah un' H k Bas-It. Sto a in St belägg Figur 10 Provplattor vid E 16, Flöyfjellstunneln. Dubbavnölning 1995/96. Medelslitage, mm 9 9 'd '4 - -'.to.w. 9.en ww I ååw m.?i'llii åwww \ II 0H II -lla ww :wwwx åw w & \ \ ' I III H mf Is, Hornfcls, H mfels, B salt. H k Baulgs B &\\\\\\\\\\\\\\\\ \N &w& _ Nä ;IIIII \ %&N& III \\\\\\\\\\\ in 8 belägg Figur 11 Provplattor vid väg 553, Fjösanger. Dubbavnötning 1995/96. VTI NOTAT

12 11 ' álá / / / / / / / / / / / álálálå % tålå'å'å'ålå % álå ål? MIaIM-MIM ' % % % % % % % % % Figur 12 Medelvarde for bada objekten (Floy/jellstunneln och Fjosanger) Dubbavnötning 1995/96. Kommentarer: Provplattoma i Bergen har slitits betydligt mera jämfört med plattorna i Hokksund och Drammen. Eftersom det handlar om första årets slitage är det för tidigt att dra mer långtgående slutsatser men effekten från initialslitaget bör vara mindre vid Bergen än Hokksund och Drammen eftersom slitagenivån är markant högre. Det innebär att beläggningen blivit ordentligt insliten (3-4 mm) och stenmaterialet hunnit slitas fram. Trañkvolymen är också betydligt större vid Bergen jämfört med Hokksund och Drammen. Direkta jämförelser mellan de olika objekten kan göras genom beräkning av SPS-tal. För en korrekt bedömning krävs dock relevanta data om trañkvolym, andel tunga fordon och dubbanvändning under vinterperioden. SPS-talet tar dock inte hänsyn till skillnader i hastighet, en inverkande faktor på dubbslitaget. Den höga slitagenivån i Bergen kan också peka mot att det rådande fuktiga och milda klimatet påskyndar slitageutvecklingen. Vägbanan är förmodligen betydligt mer fuktig och bar i Bergenområdet jämfört med Drammen. Möjligen kan vinterväghållningen också skilja sig mellan de båda regionerna. Förhållandet inbördesmellan plattorna i Hokksund/Drammen och Bergen är ungefär detsamma även om rangordningen kan vara litet annorlunda. De material som klarat sig bäst vid Hokksund/Drammen klarat sig också bäst vid Bergen. VTI NOTAT

13 12 Dubbtrañken på den intilliggande beläggningen (bilaga 2) har förorsakat en spårbildning (maximalt spårdjup) på 4,5 mm vid FjÖsanger och 5,0-7,0 mm vid Flöyfjellstunneln. Resultaten pekar på att beläggningen, Ska med Durasplitt, inte har den bästa slitstyrkan. Samtliga provplattor har också bättre slitstyrka än den ordinarie beläggningen (figur 12). VTI NOTAT

14 Bilaga 1 sid 1 Väg 11, Hokksund Kongsberg 588 Ablá, Basalt, Steinskogen 584 Ska 16, Basalt, Steinskogen 594 Skalö, Basa", Huken 590 Ab16, Homfels, Knivedalen 586 Skalé, Hornfels, Knivedalen 592 Skalö, Hornfels, Lierskogen 596 Skalé, Rombepodyr, Bjönndalen 452 HABSIá, Älvdalen, referens Drammen

15 Bilaga 1 sid 2 Väg 289, Drammen Lierbyen Ab16, Basalt, Steinskogen Ska 16, Basalt, Steinskogen Skalö, Basalt, Huken Ablá, Hornfels, Knivedalen Skam, Hornfels, Knivedalen Skalö, Hornfels, Lierskogen Skalé, Rombeporfyr, Biönndalen HABSM, Älvdalen, referens Drammen

16 Bilaga 1 sid 3 Rv 553, Bergen Frösdjup 50 mm Frösbredd 50 cm 665 Abl6, Basalt, Steinskogen Fröslöngd 310 cm 667 Ska 16, Basa", Steinskogen 669 Skal6, Basalt, Huken 663 Ab16, Hornfels, Knivedalen Avstånd mellan plattorna ca 15 m 671 Skal6, Hornfels, Knivedalen 675 Skal6, Hornfels, Lierskogen Fröslöngd 310 cm 673 Ska16, Rombeporfyr, Biönndalen 453 HABSI6, Älvdalen, referens

17 Bilaga 1 sid 4 E16, Bergen Frösdjup 50 mm Frösbredd 50 cm 666 Abl6, Basa", Steinskogen Fröslöngd 310 cm 668 Ska 16, Basalt, Steinskogen 670 Skal6, Basa", Huken '-674'- Abl6, Hornfels, Knivedalen Avstånd mellan plattorna cc 15 m Fröslöngd 310 cm Skal6, Hornfels, Knivedalen Skal6, Hornfels, Lierskogen Skal6, Rombeportyr, Bjönndalen HABSI6, Älvdalen, referens

18 medelprofil Bilaga 2 sid 1 (4) Väg 11, Hokksund Avnötningsproñl på intilligande beläggning och plattornas läge på vägen i förhållande till dubbavnötningen (spåret). onvpiod-jçov Hocksund (mm) Slitage -10.0

19 Ploüov Bilaga 2 sid 2 (4) Väg 289, Drammen Avnötningsproñl på intilligande beläggning och plattornas läge på vägen i förhållande till dubbavnötningen (spåret). W'v 1 I N 1-4 (I) 0 Drammen v-l 1? 'H 3 v ä 0 ra A 'U E..D E E (D U) (6 I I 4.) O O O O O O 0.H 0 o.-1 N O N <1' ko m 0 a) I I I I r-l l

20 Flöjfjellstunneln medelprofil Pl aüov Väg E 16, Flöyfjellstunneln Bilaga 2 sid 3 (4) Avnötningsproñl på intilligande beläggning och plattornas läge på vägen i förhållande till dubbavnötningen (spåret). Slitage (mm)

21 Slitage (mm) PIM:th Bilaga 2 sid 4 (4) Väg 553, Fjösanger Avnötningsproñl på intilligande beläggning och plattornas läge på vägen i förhållande till dubbavnötningen (spåret). Fjöshanger medelprofil I

22 Bilaga 3 Slitagemötning 1995/96 Avnötning i mm på provplattor. Resultatet avser medelavnötningen i 6 mötlinier per platta. Vög l 1, Hokksund Belöggningstyp Plattnr Slitage medelv., mm stand.av. HABS16, Älv, ref 452 0,58 0,14 Skalö, Rombparfyr 596 1,12 0,21 Skalö, Hornfels, Lier 592 0,80 0,15 Ska16, Hornfels, Kniv 586 1,10 0,18 Ab16, Hornfels, Kniv 590 1,36 0,13 Ska16, Basalt, Huk 594 0,93 0,05 Skal6, Basalt, Ste 584 1,30 0,12 Ab16, Basalt, Ste 588 1,70 0,16 Befintlig belöm 1,28 0,16 Standardawikelsen avser variation mellan 6 mötlinjer Väg 289, Drammen Belöggningstyp Plattnr Slitage medelv., mm stand.av. HABSl6, Älv, ref 451 0,42 0,18 Ska16, Rombporfyr 595 0,73 0,15 Skal6, Hornfels, Lier 591 0,79 0,13 Skalö, Hornfels, Kniv 585 0,80 0,20 Ab16, Hornfels, Kniv 589 0,94 0,17 Skalö, Basalt, Huk 593 0,87 0,33 Ska16, Basalt, Ste 583 0,94 0,11 Ab16, Basalt, Ste 587 1,06 0,13 Befintlig belöggn_ing 0, 70 0,15 Standardawikelsen avser variation mellan 6 mötlinjer E16, Flöyfiellstunneln Belöggningstyp Plattnr Slitage medelv., mm stand.av. HABSl 6, Älv, ref 454 2,81 0, 16 Skalö, Rombporfyr 674 3,69 0,38 Skalö, Hornfels, Lier 676 3,23 0,54 Skalö, Hornfels, Kniv 672 3,36 0,29 Ab16, Hornfels, Kniv 664 4,56 0,28 Skalö, Basalt, Huk 670 2,49 0,18 Skalö, Basalt, Ste 668 3,41 0,23 Ab16, Basalt, Ste 666 3,31 1,13 Befintlig belöglning 4,40 0,48 Standardawikelsen avser variation mellan 6 mötlinjer

23 Bilaga 3 2 Väg 553, Fiösanger mggningstyr- PIattnr Slitage medelv., mm stand.av. HABSiö, Älv, ref 453 2,90 0,39 Ska16, Rombporfyr 673 3,03 0,23 Sk016, Hornfeis, Lier 675 3,51 0,62 Sk016, Hornfels, Kniv 671 3,03 0,49 Ab16, Hornfels, Kniv 663 4,41 0,50 Skc116, Bosc, Huk 669 3,10 0,27 Sk016, Basoi'r, Sie 667 3,27 0,19 Ab16, Bosch, Sie 665 4,21 0,37 Befintlig beiöw 4,65 0,13 Standardowikelsen avser variation mellan 6 mö'riinjer

24