Nr Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs -75. Lägesrapport av Krister Ydrevik

Transkript

1 Nr Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs -75 Lägesrapport av Krister Ydrevik

2 Nr Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs -75 Lägesrapport av Krister Ydrevik

3 Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs-75. Lägesrapport I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G Sid 1. BESKRIVNING AV PROWÄGEN 1 2. TIDIGARE RAPPORTER 1 3. UTFÖRDA MÄTNINGAR 1 4. MÄTRESULTAT 2 5. PLANERADE MÄTNINGAR 2 '6. KOMMENTARER 2

4 1. BESKRIVNING AV PROWÄGEN Provvägen, av VTI benämnd "Vännäs-75", är belägen på väg E79 vid Granölund, och ingår i en 1975 utförd ombyggnad av delen Granölund-Lillsele, som utfördes med cm cementstabilisering enligt verkblandningsmetoden. 2. TIDIGARE RAPPORTER VTI Internrapport Nr 233 "Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs-75" (under utarbetande). 3. UTFÖRDA MÄTNINGAR Tidpunkt för och typ av mätning som redovisas i denna rapport framgår av nedanstående. Bärighetsmätning, med VTI:s 5-tons fallviktsapparat utförd före stabilisering den 7 juni 1975, efter stabilisering den 8 juli 1975 samt 18 augusti B. Jämnhetsmätning i längd och tvärled, med VTI:s CHLOE resp BIFROST-mätare utförd oktober 1975 och augusti C. Registrering av tjäldjup_och_upptining utförd under perioden november 1975 till juni D. Utborrning och provtryckning av borrkärnor för bestäm- ning_ay_det_stabiliserade_lagrets_tryckhållfasthet utförd våren E. Sprickinspektion för egistrering_av_sprickfrekvens utförd oktober 1975, maj 1976 samt augusti 1976.

5 4. MÄTRESULTAT Resultat av ovan beskrivna mätningar redovisas i tabell 1 och 2 samt bilaga 2 t o m PLANERADE MÄTNINGAR Av VTI planeras för 1977 och fram till 1980, fortsättning av redan påbörjade mätserier för registrering av bärighet, ytjämnhet, tjäldjup och upptining samt sprickfrekvens. 6. KOMMENTARER A. Bärighetsmätningar Bärighetsmätningar med fallviktsapparat visar att vägens dynamiska E-modul, efter utläggning av ett cm tjockt cementstabiliserat lager, blivit i medeltal (bilaga 2) tre ggr högre än före stabilisering. Studeras medeltalen för varje enskild sträcka kan ur tabell, bilaga 2 utläsas, att E-modulen på vägen före stabilisering, var ca 30% högre på sträcka 4 än på de övriga provsträckorna. Ur mätningarna gjorda efter stabilisering kan skillnader i bärighet mellan provsträckor utförda med olika cementhalt utläsas. Provsträcka 2 och 4, utförda med 10 vikt-% cement har ca 65% högre E-modul än sträcka 1 och 3 utförda med 5 vikt-% cement. Den betydligt högre E-modulen på sträcka 4 jämfört med E-modulen på sträcka 2 (båda med 10 vikt-% cement) kan med största sannolikhet tillskrivas den på sträcka 4 högre E-modulen i undergrunden. Om man ser till hela provvägen har den genomsnittliga E-modulen, från juli 1975 till augusti 1976, sjunkit med ca 10%. I stapeldiagrammet bilaga 3 redovisas E-modulerna för varje enskild mätpunkt.

6 B. Jämnhetsmätningar Jämnhetsmätningar i längdled utförda med Väginstitutets CHLOE-mätare, där resultatet redovisas som ett PSI resp Trac-värde har givit följande resultat: Tabell 1. Provsträcka Mätning utförd PSI Trac PSI Trac 1 3,21 2, 50 3, 24 2,52 0 3,44 2,69 3,41 2,66 2 3,14 2,44 3,19 2,48 3 3,85 3,02 3,80 2,98 4 3,67 2,87 3,64 2,83 Mdv: 3,46 2,71 3,45 2,70 Som framgår av medelvärdet för hela provvägen har ej någon egentlig förändring av PSI resp Trac-värdet skett mellan mättillfällena. På varje provsträcka har 6 st tvärprofillinjer inlagts för registrering av förändringar i vägens tvärprofil, främst sättningar, som kan tänkas ha uppkommit genom inverkan av tung trafik, dvs hjulspår. Mätningarna utföres med VTI:s BIFROST-mätare. Två sådana mätningar har hittills utförts. Några egentliga hjulspår har ännu ej uppkommit, varför i detta skede endast den s k standardavvikelsen (uttryckt i mm) från en tänkt rät linje mellan tvärprofillinjens ändpunkter redovisas. Standardavvikelsen blir ett mått på vägens allmänna "vågighet" i tvärled.

7 Tabell 2. Provsträcka Standardavvikelse (mm) Körfält mot Umeå Körfält rnot Lycksele ,8 1,8 1,0 1,1 0 1,6 2,1 1,3 1,3 2 1,1 1,3 1,6 1,6 3 1,0 1,5 1,4 1,5 4 1,0 1,4 1,6 1,3 Som framgår av tabell 2 är standardavvikelsen mycket liten på alla fem sträckor, och förändringen mellan de två mättillfällena är obetydlig. Sammanfattningsvis kan sägas att jämnheten på provvägen i både längd- och tvärled är mycket god. Någon försämring av ytjämnheten har ej skett under den första mätperioden (10 mån). C. Tjäle För registrering av tjäldjup och upptining har 6 st tjälgränsmätare monterats på provvägen. Dessa tjälgränsmätare har avlästs en gång per vecka under perioden november 1975 t o m juni Resultatet av dessa registreringar redovisas i bilaga 4. Följande kan utläsas: 1. maximalt tjäldjup för perioden = 2 cm 2. upptiningen börjar andra veckan i april 3. marken helt tjälfri tredje veckan i juni.

8 D. Materialhållfasthet För bestämning av det cementstabiliserade lagrets hållfasthet har ett antal borrkärnor tagits upp (av VFY) och provtryckts. Borrplan redovisas i bilaga 5 och resultatet av provtryckningarna i bilaga 6A och B. Den högsta genomsnittliga tryckhållfastheten, 31,0 MPa, har erhållits på provkroppar från sträcka 4, och den lägsta 10,3 MPa på provkroppar från sträcka 3. Värt att notera är, att hälften av provkropparna från sträcka 3, dvs 3 st, ej har tillräcklig hållfasthet för att hålla ihop vid borrningen, utan krossas sönder. E. Vattenmättnadsgrad - sprickbildning Syftet med provvägen är, som tidigare beskrivits, främst att undersöka hur vattenmättnadsgrad och cementhalt påverkar uppkomsten av sådana tvärsprickor i det stabiliserade lagret som går igenom slitlagret. För att söka få svar på den frågan har alltså provvägen uppbyggts med provsträckor med dels hög resp låg cementhalt hos det cementstabiliserade lagret samt hög resp låg vattenmättnadsgrad (se bilaga 1). Tvärsprickornas längd och antal på resp provsträcka bestämmes och den s k sprickfrekvensen beräknas. Hittills har tre sådana sprickinspektioner utförts. Resultatet av dess redovisas i bilaga 7. Man kan konstatera att sprickfrekvensen efter en vinter är relativt hög jämfört med andra provvägar som utförts i samma syfte. (Jfr VTI Internrapport Nr 216 "Provsträckor med cementstabilisering på väg 862, Hammar- Lo, 1973" samt VTI Internrapport Nu 9 "Prov med cementstabilisering vid Västerås 1970"). Detta förhållande kan möjligen delvis förklaras med den vid Vännäs rådande stora temperaturskillnaden mellan sommar och vinter samt att provvägen utförts enligt verkblandningsmetoden, vilket

9 torde medföra en sämre förankring av det cementstabiliserade lagret i underlaget än vad som erhålles vid platsblandning. Vid jämförelse av sprickfrekvenserna för enskilda provsträckor kan man konstatera att provsträckorna utförda med låg cementhalt (5%) givit högre antal tvärsprickor än de som utförts med hög (10%) cementhalt. Detta stämmer överens med tidigare erfarenheter. Hög draghållfasthet hos det stabiliserade lagret medför att sprickorna uppkommer på stora inbördes avstånd. Skillnader i sprickfrekvens mellan provsträckor utförda med låg resp hög vattenmättnadsgrad kan hittills endast utläsas på sträckorna med låg cementhalt. Sträcka 1 (låg vattenmättnadsgrad) uppvisar, i överensstämmelse med tidigare teorier, betydligt lägre tvärsprickfrekvens än sträcka 3. För provsträckorna utförda med hög cementhalt är skillnaden i sprickfrekvens mycket liten. Tvärsprickf rekvensen på sträckan med låg vattenmättnadsgrad (str 2) är till och med något högre än på motsvarande provsträcka med hög vattenmättnadsgrad (str 4).

10 \ TI. Meddelande Nr 21 w U < -o r~ 7 ) 7 ) > Z < O (/) -1 > O > 73 m UD 1 CD b 0 + U VIKT-*/. CEMENT 6.0 VIKT-% VATTEN LÅG VATTEN MÄTT- NADSGRAD i>5vikt-% CEMENT 5.0 VIKT-% VATTEN UQSimL V 9 T T m ~ M&TTlSBDSG Z B D VIK T-% CEMENT 5.0 VIKT-% VATTEN LÅG VATTENMÄTT- NADSGRAD VIKT-% CEMENT 7.6 VIKT-% VATTEN HÖG VATTENMÄTT- NADSGRAD + 0 H 10.0 VIKT-% CEMENT 6.3 VIK T-% VATTEN HÖG VATTENMÄTT- NADSGRAD m O O X O m P O r~ Z 73 m z Z > : CZ 0 ) -H 0 1 *n 73 O: > un 73 z 0 0 > t r C z z 0 m 1 0 r- co 1 o F < cn m m 73 r* X m o o bo O t»

11 STATENS VÄG- OCH TRAFIKINSTITUT Bilaga 2. Vägavdelningen Krister Ydrevik/GL PROWÄG VÄNNÄS-7 5 Medelvärden för E-modulen på respektive provsträcka (medelvärde av 4 st provpunkter/sträcka). Provsträcka MPa Edyn (I Bef. grusväg CG + AB ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 161 Mdv för hela provvägen 208 ± ± ± 164

12 Meddelande Nr 21

13 TJR LO JU P o ch U P P f in I W(5 ~ *5/? é / p D lr ^ R R -M H B r vtikd E T FO A P EDC V l k / T E f Z h J g O W R C, ' V R N N $ S, -? S 11 M E D EL SEXH Ö TPO N ZTEZ - vri péj 7 *K Y

14 . E 79 GRANÖLUND- U LLSELE -7 5 VTI!. B 0R R P LA N VÄG AVD. i BILAGA 5 j AUG-75 S -0.H j/# o CN O W 0 39/045 <s < o tx HCO, 39/095 c* 39/145 o CN / /745 < 0 39/245 < * O :< oc i CO 38/795 :< (X H O) o <N 00 ot /295 39/345 o co 00* CO 0 33/845 38/895 < o :< o: cn 0 39/395 CO < o :< cn I in 0 38/945 o t*s 0 39/445 o CN O /995 b e uo in

15 Urborrning och provtryckning av borrkärnor från provväg "Vännäs-75". Sektion Provsträcka Borrkärnans höjd cm Stabiliserat skikt cm Borrkärnans höjd vid provtryckning 1) cm Tryckhållfasthet MPa Anm. 1 39/ ,3 18,1 17,2 18,4 39/ / ,8 19,2 17,2 Gick ej att trycka Mdv.,5 16,7 17,2 ± 1,1 0 39/ ,2 11,5 39/ ,1,7 10,6 14,5 39/ Mdv.,3 16,3 12,2 ±2,0 2 39/ ,3,6 33,4 34,3 39/ ,8,9 31,2 14,6 39/ ,9,4 27,9 16,6 Mdv. 12,6 14,6 14,7 26,3 ± 8,6 ^ E f t e r utborrning har borrkärnorna avplanats med cementbruk.

16 Urborrning och provtryckning av borrkärnor från provväg "Vännäs-75". Sekt ion Provsträcka Borrkärnans höjd cm Stabiliserat skikt cm 1) cm Borrkärnans höjd vid provtryckning Tryckhållfasthet MPa Anm. 3 39/995 17,4 8,8 Krossas vid borrning 38/ ,4 12,9 38/895 7,1 9,0 _ H _ Mdv. 13,2 16,3,6 10,3 ± 2,3 4 38/845 14,0 16,4 28,9 39,2 38/ ,9 28,7 38/ ,5 16,2 25,1 40,3 Mdv. 14,8 1,2 16,1 31,0 ± 7,1 ^ E f t e r utborrning har borrkärnorna avplanats med cementbruk.

17 Provväg: Vännäs-75. Sprickfrekvens. ^ Tvärsprickor F = s väglängd Sektion Vid utförandet F Typ Provsträcka Cem.- halt % Vattenhalt nominell (verklig) % o /470^- 39/320 Låg vattenmättnadsgrad 5,0 6,0 (5,98±0,26) 0,00 0,23 0, / ^ 39/174 Referenssträcka 4,5 5,0 (5,1710,37) 0,00 0,11 0, / ^ - 39/020 Låg v#ttenmättnadsgrad 10,0 5,0 (5,3410,26) 0,01 0,16 0, / ^. 38/870 Hög vattenmättnadsgrad 5,0 7,6 (7,6110,43) 0,00 0,28 0, / ^, 38/720 Hög vattenmättnadsgrad 10,0 6,3 (6,2910,41) 0,01 0,17 0,19

18