Aktuellt om provningsmetoder

Vattenfall Research and Development AB Ballastdagen den 13 mars 2014 Aktuellt om provningsmetoder Henrik Broms Henrik Broms Konsult AB

Metodgruppen för provning och kontroll av vägmaterial och vägytor (www.metodgruppen.nu) Ledamot Klas Hermelin, ordf Håkan Arvidsson, sekr Gunnar Dryselius Kenneth Lindh Urban Åkeson Jan Bida Helen Sälling Lars-Åke Holmgren Lars Stenlid David Åkesson Peter Andersson Henrik Broms Myndighet, företag TRV VTI TRV TRV TRV SBMI/MinFo Peab NCC Roads AB Skanska Svevia Swerock HBKAB

Provningsstandarder för ballast (TC154/SC6) Indelning SS-EN 932 Allmänt SS-EN 933 Geometriska egenskaper SS-EN 1097 Fysikaliska egenskaper SS-EN 1377 Beständighet SS-EN 1744 Kemiska egenskaper

Provningsstandarder för ballast Provningsstandard Allmänt Utgivn år Status EN 932-1 Provtagning 1996 Revision då provning av farliga ämnen efterfrågas! EN 932-2 Provberedning 1999 Översyn 2009 OK EN 932-3 Petrografisk beskrivning EN 932-5 Kalibrering och kontroll av laboratorieutrustning 1996 Revideras 2014 ASR-problemet! 2012 Siktar är inte mätdon! Översatt till svenska. EN 932-6 Precision 1999 Översyn 2009 OK

Aktuella provningsstandarder Beteckning Titel Senaste version SS-EN 932-5 SS-EN 933-1 SS-EN 933-3 SS-EN 933-5 SS-EN 933-8 SS-EN 1097-6 SS-EN 1097-8 SS-EN 1097-9 Allmän utrustning och kontroll Bestämning av kornstorleksfördelning Bestämning av flisighetsindex Bestämning av krossytegrad Bestämning av sandekvivalentvärde (SE) Bestämning av korndensitet Bestämning av poleringsvärde (PSV) Bestämning av kulkvarnsvärde Februari 2012 Metodhandledning mm Kontroll av siktar, mars 2014 Januari 2012 Hösten 2014 Januari 2012 Hösten 2014 1998, rev. version 2015? Hösten 2014 Januari 2012 Hösten 2014 Juli 2013 2015? Juli 2009 Januari 2014 Europeisk ringanalys 2014 Ringanalys, hösten 2014

SS-EN 932-5:2012 Kontroll av laboratorieutrustning Mätdon Mätdonets osäkerhet bör vara högst 20 % av den tolerans som anges i provningsmetoden Vågar Termometrar Skjutmått Mikrometrar Tidur Mätglas Annan utrustning Arbetstolerans (för slitage) medges: 2 tillverkningstoleransen Torkskåp Tempererat vattenbad Siktar och spaltsiktar Trummor Skakapparater Roterande apparater

Arbetstolerans Tillverkningstolerans

SS-EN 932-5:2012 5.2.4.4 Kontroll av siktar Sikttyp Metod Krav Arbetstolerans Stansade siktar (do 4 mm) Referensmetod Kontrollprov Ny Sikttolk ISO 3310-2 P 5 (10) %? ISO 3310-2 Nej Ja Nej Trådsiktar Referensmetod ISO 3310-1 Nej (do < 4 mm) Kontrollprov P 5 (10) %? Ja

Bilaga A Kontrollprovsmetoden med mastersikt En arbetssikt med nominell maskvidd do ska kontrolleras. Ett likformigt graderat prov (0,5do/2do) siktas först på en mastersikt med den nominella maskvidden do och sedan på arbetssikten. Den mängd som passerar mastersikten (= P M ) och arbetssikten (= P A ) bestäms. Differensen (P A - P M ) beräknas och ska understiga ett givet värde.

P A -P M = k (d A -d M )/do P A P M d M d A

Effektiv hålstorlek hos en 16 mm-sikt do = 16 mm; ΔT = ± 0,27 mm Hålens fördelning do + ΔT/2 16,27 15,73 16,14 15,73 16,00 16,27 Hålstorlek - mm

Kontroll av en 16 mm-sikt Metod Referensmetoden Största godkända hål (mm) Största effektiva hålstorlek (mm) Ny sikt 16,27 16,14 Använd sikt 16,27 16,14 Bilaga A Kontrollprov Största effektiva hålstorlek (mm) 17,2 18,3 Bilaga B Sikttolk Största godkända hål (mm) Största effektiva hålstorlek (mm) 16,27 16,14 16,27 16,14

Kontroll av stansade siktar (do 4 mm) Referensmetoden (ISO 3310-2) Hålvidderna d 1 och d 2 mäts längs centrumlinjerna av det kvadratiska hålet. d 2 d 1 do do

Antal hål som ska kontrolleras do (mm) 50-125 22,4-45 10-20 4-8 Sikt med cirkulär ram Ф 200 mm Alla Alla 30 50 Ф 300 mm Alla Alla, max 40 60 100 Gilsonsikt Alla Alla, max 100 150

Kontroll av stansade siktar Bilaga B Sikttolk 1 = största tillåten hålvidd 2 = nominell hålvidd 3 = minsta tillåten hålvidd 4 = tjocklek

Alternativ sikttolk Oval fläns X = minsta tillåten hålvidd Mått i mm Y = största tillåten hålvidd

Kontroll av trådsiktar (do < 4 mm) Referensmetoden ISO 3310-1 d 2 Tre kontrollparametrar Största avvikelse X Medelmaskvidd ± Y Standardavvikelse σ o X 3σ o Y d 1

Skärpning av kontrollprovsmetoden Kontrollprovets vikt Andel av rekommenderad kvarliggande mängd (%) Parameter Bilaga A Metodhandledn. Kontrollprovets sammansättning Passerande mängd för mastersikten do (%) Kriterium för avslutad siktning Största tillåten viktminskning per min (%) 50-100 75-100 50 ± 10 50 ± 1 1,0 0,3 Godkännandekriterium P A -P M (%) 5 ( 10) (3,2-5,0)

P A -P M = k (d A -d M )/do P A P M d M d A

Bilaga A Reviderad kontrollprovsmetod (gäller endast för trådsiktar) Parameter Trådsikt med nominell maskvidd, do 2,0 mm 0,063 mm Fraktion (mm) 1,0-4,0 0-0,125 Y (mm) (ISO 3310-1) ±0,07 ±0,0037 (d A -d M ) till (mm) 1,5 0,07 = 0,105 1,0 0,0037 =0,0037 k 72 72 (P A -P M ) till 0,105 72/2 = 3,8 0,0037 72/0,063 = 4,2

SS-EN 933-1:2012 Manuell siktning Bild från Lisbet Karlsson, NCC

Kriterier för avslutad siktning SS-EN 993-1:2012, 7.2 Siktning Siktningen kan anses avslutad, då ytterligare siktning inte medför att kvarliggande mängd på någon sikt förändras mer än 1,0 vikt-%. ANM 3 Beroende på ballastmaterialets egenskaper kan siktningen anses vara avslutad, om kvarliggande material inte förändras mer än 1,0 % under 1 min. SS-EN 933-3:2012, 7.3 Siktning på spaltsiktar Siktningen kan utföras manuellt eller mekaniskt och skall säkerställa fullständig uppdelning.

Kontroll av siktens överbelastning

Kontroll av rensiktning En fraktion 12,5-16 mm siktas på en 14 mm-sikt med 300 mm diameter Andel underkorn som funktion av siktningstiden bestäms R max = 1320 g Fraktion (mm) 12,5-16,0 14,0-16,0 12,5-14,0 Vikt g % 2000 100 1200 60 800 40

Kontroll av rensiktning Andel underkorn - % 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Mekanisk Manuell 0 2 4 6 8 10 Siktningstid - min Skakapparat: Pascal Inclyno

Kontroll av rensiktning Andel underkorn - % 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 Siktningstid - min Mekanisk manuell

SS-EN 993-1:2012 Siktning Kriterium för avslutad siktning Bättre formulering: Siktningen ska fortgå, tills kvarliggande mängd på varje sikt innehåller högst 1 % underkorn (= eller korn som kan passera sikten). Formeln för kontroll av överbelastning av en sikt (=R max ) är bara vägledande; ingen garanti för rensiktning. Manuell skakning är ineffektiv! Laboratoriet måste känna till skakapparatens prestanda.

Bestämning av krossytegrad Obundna lager till belagda vägar Skyddslager 0/90 Förstärkningslager 0/90 Bärlager 0/45 Bärlager 0/31,5 Undre stödremsa 0/45 Övre stödremsa 0/16 Provfraktion (mm) Obundet överbyggnadslager Prestandadeklaration NR - 4-63 4-63 4-63 4-31,5 TRVKBs kontroll - 16-63 16-31,5 16-31,5 16-31,5 8-16 Det viktade medelvärdet av C-värdena för ingående delfraktioner ska bestämmas.

EN 933-8 SE-provning Finmaterialets kvalitet Generella SE-krav i kommande produktstandarder för ballast Provningsfrekvens (FPC) 1 prov/vecka Ny provberedning leder till högre SE-värden: SE blir SE(10)

SE-provningens syfte Bedömning av kvaliteten hos ballastmaterials finmaterial SE-värdet ger ett mått på finmaterialets plastiska egenskaper - smörjande genom hög lerhalt - svällande som bentonit

SE (0-4,75 mm) SE-provningens ursprung (Hveem, California Division of Highways, 1953) Bentonit Kalkstensfiller Analysprovets halt (0,075/4,75) - %

Finmaterialets plasticitet (Geotekniska egenskaper) Plasticitetsindex = (Aktivitetstal) (Lerhalt) Mineral Kvartz Kalcit Muskovitglimmer Kaolinit Illit Ca-Montmorillonit Na-Montmorillonit Aktivitetstal 0 0,2 0,2 0,4 0,9 1,5 7,2

Tvätt- och flockningslösning Komponent Kalciumklorid Glycerol Formaldehyd (eller klorin) Destillerat vatten Koncentration (g/l) 5,5 12 0,3 - Effekt Flockning Stabilisering Sterilisering -

EN 933-8 Sandekvivalentprovning Mätcylindern fylls med tvättlösning till den undre markeringen (h = 10 cm) Analysprovet (0-2 mm) tillsätts Provet får suga in tvättlösningen i 10 min Provet skakas i 30 s Tvättlösning sprutas in i provet med munstycket vid cylinderns botten, tills vätskan når den övre markeringen (h = 38 cm) Provet får sedan sedimentera i 20 min

Sedimentering i 20 min Tvätt- och flockningslösning Flockade och uppslammade korn h 1 Sediment av sand

38 cm Definition av SE-värdet SE = 100h 2 /h 1 h 1 h 2