VTInotat Nummer: V 80 Datum: 1989-02-03 Titel: Provvägsförsök Gärstad -87 Slagger från kol- och sopförbränning Lägesrapport 8901 Författare: Torbjörn Jacobsson och Leif Viman Avdelning: Vägavdelningen Projektnummer: 42354-1 Projektnamn: Uppdragsgivare: REFORSK/SGI Distribution: fri / bggtäftgfö? Uppföljning av provväg med restprodukter från Gärstad, Linköping Statens väg- och trafikinstitut Pa: 58101 Linköping. Tei. 013-115200. Telex 50125 VTISGIS Besök: Olaus Magnus väg 37, Linköping
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G 1 Inledning 2 Provsträckomas uppbyggnad 3 Mätningar 1988 3.1 Fallviktsmätning 3.2 Jämnhetsmätning 3.3 Tjäle och grundvattennivå 3.4 Okulärbesiktning 4 Fortsatt provning 5 Kommentarer Bilagor 1 Fallviktsmätningar 2 Tvärprofiler från jämnhetsmätningar
FÖRORD Uppföljningen av provvägen ingår i projekt 768 "Slagganvändning - Teknik och Miljö" som finansieras i huvudsak av Reforsk men också av SYSAV AB och Tekniska Verken i Linköping. VTI fortsätter med uppföljningen av aktuell provväg, men också provväg byggd inom SYSAV:s område i Malmö. Peet Höbeda
1 1 INLEDNING Provvägsförsök med slagger från kol- och sopförbränning har utförts vid Gärstad 1987. Syftet med prowägen har i första hand varit att studera urlakningproblemen vid denna typ av material. Dessa undersökningar utförs av SGI. Samtidigt vill man studera materialens vägtekniska egenskaper och VTI har därför fått uppdraget att dels dimensionera prowägen och dels att utvärdera dess vägtekniska egenskaper. Byggnadsrapport har utgivits 8803 som VTI Notat nr V59. Föreliggande lägesrapport redovisar resultat från mätningar utförda från vägens färdigställande hösten -87 t.o.m hösten -88. 2 PROVSTRÄCKORNAS u p p b y g g n a d Prowägen består av 5 delsträckor å 30 meters längd. Två sträckor innehåller kolslagg, två sopförbränningsslagg (benämns sopslagg) och en med normal uppbyggnad (referenssträcka med grus). Provsträckornas uppbyggnad framgår av figur 1. Slaggerna förekommer i förstärkningslagret.
2 3 MÄTNINGAR 1988 3.1 Fallviktsmätning Fallviktsmätning utfördes vår och höst 1988. Mätningen som ger ett mått på vägens bärighet gjordes med VTI:S:s 5 tons fallviktsdeflektometer (FWD) varvid deflektionen (nedsjunkningen) mättes dels i belastningscentrum, dels i en punkt 45 cm från centrum. Mätförfarandet möjliggör bestämning av dels vägens medelmodul (hela vägkonstruktionens bärighet), dels lagermoduler hos en tvåskiktskonstruktion. Provpunkterna, 10 st per sträcka, var utplacerade i två mätlinjer längs vägen (i hjulspåren). En sammanställning av mätresultaten framgår av figurerna 2-4 där även höstmätningen -87 medtagits. I bilaga 1 redovisas samtliga enskilda resultat. Medelmodulen (figur 2) är markant högre för referenssträckan än övriga sträckor. Av slaggerna ger sopslaggen något bättre E-modul än kolslaggen. Sträcka 2 (kolslagg) innehållande 10 cm grus i övre delen förstärkningslagret erhåller också något bättre bärighet än motsvarande sträcka (str 1) utan naturgrus. Sträckorna 3 och 4, sopslagg med och utan grus i övre förstärkningslagret, uppvisar inga skillnader. Medelmodulen för respektive sträcka varierar mellan mättillfällena.
3 Beläggningens temperatur, efterpackning, trafikens nedbrytning och fuktinnehåll etc. är faktorer som påverkar fallviktsmätningen. Resultaten från våren -88 är något bättre än vid höstmätningen -87 trots att vårmätningar brukar ge sämre bärighet pga hög markfukt efter tjällossningen. Beläggningstemperaturen var dessutom vid vårmätningen betydligt högre än vid den tidigare mätningen, 16 istället för 7 grader. Anledningen kan bero på efterpackning av trafiken. Höstmätningen -88 ger påtagligt högre E-moduler för samtliga sträckor än tidigare mätningar. Orsaken är troligen den låga temperaturen vid mätningen, ca 3-4 grader Celsius, vilket medför att beläggningen blir styv. Den tidiga kylan under hösten medförde dock att någon omprovning ej tyvärr blev möjlig. Fallvikts- mätningarna bör om möjligt utföras vid liknande temperatur ( 5-15 C) vilket underlättar utvärderingen av resultaten. Lagermodulen för förstärkningslagret och undergrunden (fig 3) tillsammans är högst för sträcka 5 (referens). Sträckorna med sopslagg erhåller högre värden än kolslaggen. Någon effekt av grustillsatsen i förstärkningslagret, sträckorna 2 och 3, konstateras ej. E-modulen ökar något med tiden för flertalet provsträckor. Beräknas lagermodulen för hela vägkroppen utom undergrunden (fig 4) erhålls i stort sett samma resultat som
4 ovan. Höstmätningen - 88 påverkas dock av den styva beläggningen vilket medför jämförelsevis för höga värden. 3.2 Jämnhetsmätning Jämnheten i vägens tvärled mäts med VTI:s primalutrustning. Primalen är ett instrument som mäter vägytans profil och vars mätprincip bygger på laserteknik. Tre fasta mätlinjer per provsträcka undersöks vår och höst. I bilaga 2 visas exempel på tvärprofiler från samma mätlinjer vid olika tidpunkter. Den mittersta mätlinjen per sträcka redovisas. Av tvärprofilerna framgår att jämnheten i tvärled är oförändrad efter ett års trafik. Några egentliga hjulspår observeras ej. Trafiken är på provsträckorna relativt ringa (beräknat 50 fordon per dygn) och ej spårbunden (bred väg med trafik bara i ena riktningen). 3.3 Tjäle och grundvattennivå På sträckorna 1 (kolslagg), 4 (sopslagg) och 5 (referens) installerades tjälgränsmätare. Avläsningar gjordes ca var tionde dag under vintern. Ett
5 grundvattenrör för bestämning av grundvattennivån under vägen monterades på sträcka 3. Grundvattenröret når ner till 2.5 meter under vägytan. Resultaten av avläsningarna redovisas i figur 5. Tjälningsförloppet uppvisar stor skillnad mellan provsträckorna, speciellt mellan slaggerna och referenssträckan med grus. Det största tjäldjupet erhöll referenssträckan, max 70 cm, medan motsvarande värde för kolslaggen var 38 cm och för sopslaggen 55 cm. Grundvattennivån uppmättes våren -88 till 1.26 m och hösten -88 till 1.05 m under vägytan. 3.4 Okulärbesiktning I samband med fallviktsmätningarna gjordes sprick- och skadekartering av vägytan. Inga sprickor eller skador observerades under 1988. 4 FORTSATT PROVNING Under våren och hösten 1989 planeras fältprovningar i samma omfattning som 1988 dvs fallvikts-, jämnhetsmätning, okulärbesiktning och uppföljning av tjäle och grundvattennivån.
6 5 KOMMENTARER Utvärderingen av försöket försvåras av den ringa trafikbelastningen. Fa11viktsmätningarna visar på en markant skillnad av bärigheten mellan referenssträckan och övriga sträckor med förstärkningslager av slagg. Resultaten överensstämmer med erfarenheterna från tidigare prowägsförsök i Malmö och Norrköping med liknande material. slaggmaterialen ger sopslaggen högst bärighet. Av Effekten av grusförstärkningen på sträckorna 2 och 3 (kolslagg resp sopslagg) är liten men kolslaggen får dock något förbättrad bärighet. Mätningarna visar vidare en tendens till att bärigheten ökat något med tiden möjligtvis beroende på efterpackning. Fallviktsmätningar bör alltid utvärderas med försiktighet, speciellt då nya material med annorlunda egenskaper än grusmaterial testas. Slaggmaterial av denna typ har fjädrande egenskaper och missgynnas eventuellt vid fallviktsmätningen. Vattenkänsligheten är för de två slaggerna ganska olika, sämst för slaggen från sopförbränningen. Detta framkommer inte av hittills gjorda mätningar vilket tyder på god dränering hos vägen.
7 Jämnhetsmätningarna och okulärbesiktningarna 1988 påvisar inga tendenser till spårbildning, sprickor eller andra skador. Undersöknigen visar hittills att slagger av aktuell typ bör användas med försiktighet i vägöverbyggnader som kommer att utsättas för tung trafik. På prowägen i Gärstad fungerar dock slaggerna tillfredsställande i förstärkningslagret efter ett års trafik.
PROVSTR. 1 PROVSTR.2 PROVSTR.3 PROVSTR. 4 PROVSTR. 5 0/132,5-0/162,5 0/102,5-0 /132,5 0/072,5-0/102,5 0 /042,5-0/072,5 0/012,5-0 /042,5 Nr Benämning M a te ria l cm Nr Benämning M aterial cm Nr Benämning M aterial cm Nr Benämning M aterial cm Nr Benämning M aterial cm 1 S litla g e r 80 Mab 12T 3 1 S litla g e r 80Mab12T 3 1 S litla g e r 80Mab12T 3 1 Slitla ge r 80Mab12T 3 1 S litla g e r 80Mab12T 3 2 Bärlager 110 AG 25 5 2 B ä rla g e r 110 AG 25 5 2 B ä rla g e r 110 AG 25 5 2 B ärlage r 110 AG 25 5 2 B ä rla g e r 110 AG 25 5 3 B ä r la g e r Bärlagergn 15 3 B ärlager Bärlagergr 15 3 B ä rlage r Bärlagergr 15 3 B ärlager Bärlagergr. 15 3 Bärlager Bärlagergr. 15 4 Först.lager K o lslagg 42 4 Först.lager Först.l.gr.:A 10 5 Först.lager K olslagg 32 4 Först.lager Först.l.gr.:A 10 5 Först.lager So p slagg 32 4 Först.lager Sopslagg 42 5 Sand 15 4 Först.lager Först. l.gr.:a 42 5 Sand 15 6 Sand 15 FIGUR 1 Provsträckornas uppbyggnad
9 Provvagen Garstad Fallviktsm atning 300 871120 880506 Mättillfälle (str 1-5 ) 881024 FIGUR 2 Vägens medelmodul Provvagen Garstad Fallviktsm atning 150 sop + 871120 880506 Mättillfälle (str 1-5) 881024 FIGUR 3 Lagermodulen för förstärkningslager och undergrund.
10 Provvagen Garstad F a llv ik ts m a tn in g 1000 500 Logermodul MPa 600 400 200 871120 880506 881024 Mattillfalle (s tr 1-5 ) FIGUR 4 Lagermodulen för beläggning, bär- och förstärkningslager.
Sträcka 1 Sträcka 4 Sträcka 5 FIGUR 5: Tjälgränsmätningar vintern 1987-88.
Bilaga 1 Fallviktsmätningar Provväg Gärstad, Linköping. Fal 1viktsmätningar. Sammanställning av deflektioner från sträcka 1-3. Sid 1 (5) Sträcka 871120 DO D45 880506 DO D45 881024 DO D45 nr mm mm mm mm mm mm 1 Kolslagg 1.38.65 1.44.56.73.44 1.97.75 1.67.58 1.02.52 1.78.72 1.79.59 1.04.54 1.86.77 2.03.69 1.45.62 2.83 2.16.75 1.59.72 1.89.84 1.71.59.49.31 2.23.97 1.9.68 1.26.6 2.11.9 1.91.66 1.33.61 2.57 1.02 2.15.71 1.23.55 2.25.9 2.16.77 1.1.6 medelvärde 2.00.84 1.89.66 1.12.55 stand.av..32.12.24.07.33.11 var.koeff. 15.9 13.8 12.8 11.3 29.2 20.3 bel.temp + 7 + 17 + 3 2 Kolslagg 1.7.83 1.84.68 1.34.62 1.41.61 1.61.59.98.53 1.06.53 1.37.52.93.51 1.19.62 1.39.56.92.52 1.07.57 1.3.53.82.49 1.71.65 1.7.64 1.17.59 1.61.64 1.58.64.98.6 1.38.57 1.44.56.96.56 1.44.56 1.43.54.9.51 1.29.55.91.49 medelvärde 1.39.61 1.52.58.99.54 stand.av..24.09.18.06.15.05 var.koeff. 17.2 14.0 11.6 9.7 15.3 8.7 bel.temp +8 + 15 +3 3 Sopslagg 1.38.59 1.28.43.67.39 1.4.59 1.24.46.67.39 1.36.58 1.08.43.67.38 1.51.59 1.39.58.34 1.35.52 1.03.37.59.31 1.62.69 1.09.42.64.35 1.61.81 1.26.49.68.4 1.52.68 1.19.42.76.38 1.54.65 1.13.34.63.31 1.66.79 1.34.41.75.37 medelvärde 1.50.65 1.16.42.66.36 stand.av..12.09.11.04.06.03 var.koeff. 7.7 14.6 9.9 10.3 8.9 9.1 bel.temp + 7 + 16 +3
Bilaga 1 Fal Iviktsmätningar Sid 2 (5) Provväg Gärstad, Linköping. FalIviktsmätningar. Sammanställning av deflektioner från sträcka 4-5. Sträcka 871120 880506 881024 00 045 00 D45 D0 D45 nr mm mm mm mm mm mm 4 Sopslagg 1.83.81 1.06.42.63.36 1.48.54 1.04.34.71.31 1.37.62 1.01.34.48.27 1.33.62.93.33.54.29 1.34.56.83.29.54.28 1.76.75 1.72.46.9.42 1.46.67 1.5.42.76.36 1.36.66 1.32.37.71.34 1.39.61 1.13.33.68.33 1.5.6 1.14.3.68.31 medelvärde 1.48.64 1.17.36.66.33 stand.av..18.08.27.06.12.05 var.koeff. 11.9 12.9 23.3 15.6 18.5 13.8 bel.temp + 7 + 16 + 2 5 Referens.93.28.69.2.47.23.98.41.94.37.57.3 1.03.42.88.34.56.33 1.11.43.89.34.64.33 1.11.41.88.35.62.33.78.33.75.23.54.27.82.32.72.24.57.27.74.33.72.24.48.28.81.33.79.28.52.28.97.32.51.32 medelvärde.92.36.81.29.55.29 stand.av..14.05.09.06.06.03 var.koeff. 15.4 15.2 11.4 21.9 10.4 11.8 bel.temp + 7 + 16 + 2
Bilaga 1 Fa11viktsmätningar Sid 3 (5) Provväg Gärstad. Fal 1viktsmätning. Sammanställning av medelmodul. Mätdatum Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 871120 80 115 106 108 173 880506 84 117 137 136 219 881024 141 161 241 241 289 PROVSTRACKA,nr 2 3 4 5 SLITLAGER AG BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. F.GRUS A F.GRUS A KOL ASKA KOL ASKA SOP ASKA SOP ASKA F.GRUS (ref) SAND SAND SAND
Bilaga 1 Fallviktsmätningar Sid 4 (5) Provväg Gärstad. Fallviktsmätning. Sammanställning av lagermoduler. Mätdatum Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Lagermodul El 871120 144 226 194 198 294 880506 133 176 218 211 310 881024 370 401 570 527 679 Lagermodu1 E2 871120 25 33 32 32 62 880506 35 38 55 69 84 881024 35 32 49 58 62 PROVSTRACKA,nr 2 3 4 SLITLAGER AG BARL. BARL. BARL. BARL. BARL. ei< KOL ASKA F.GRUS A KOL ASKA F.GRUS A SOP ASKA SOP ASKA F.GRUS (ref) SAND SAND SAND
Bilaga 1 Fa 11 viktsmätningar Provväg Gärstad. Fallviktsmätning. Sammanställning av lagermoduler. Sid 5 (5) Nätdatum Sträcka 1 Sträcka 2 Npa Hpa Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Lagermodul El 871120 242 406 330 342 466 880506 193 274 325 290 450 881024 753 839 1191 1021 1399 Lagermodul E2 871120 39 53 50 50 91 880506 50 55 78 92 117 881024 59 56 85 97 106 Ef PROVSTRACKA,nr 1 2 3 4 5 BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. BÄRL. SLITLAGER AG F.GRUS A F.GRUS A m KOL KOL SOP SOP F.GRUS ASKA ASKA ASKA ASKA (ref) SAND SAND SAND
LAM. E natplats. GERSTSTD UAG MR. 1 RIKTMIMG. 1 PR0US7RACKA. 1 SEKTIOM MR. 2 natdatum natnlng nr 880115 1 JANUAR I Bilaga 2 Tvärprofiler (str. 1) Sid 1 (5) LAM. E MfiTPLflTSi GARSTA _JtlAG MR. 1 RIKTMIMG. 1 PROUSTRACKA, 1 SEKTIOM MR. 12 natdatum natnlng nr 88/05/08 2 LAM. E natplats. GARSTA UAG MR. 1 RIKTMIMG. I PROUSTRACKA. 1 SEKTIOM MR, 2 natdatum natnlng nr 88/10/21 3 OKTOBER 25 0-25.0-50 0
län, E flfltplrts, GERSTSTD UflG NR, 1 RIKTNING«1 PROUSTRflCKfl, 2 SEKTION NR. 2 fiatdatum fiatnlng nr 880 U S 1 JANUAR! Bilaga 2 Tvärprofiler (str. 2) Sid 2 (5) 0009 LflN, E nfltplflts. GflRSTft UfiG NR. 1 RIKTNING, 1 PROUSTRfiCKfl, 2 SEKTION NR, 22 fiatdatum fiatnlng nr 88/0S/08 2 LfiN, E flfltplflts«gflrstr UflG NR, 1 RIKTNING, 1 PROUSTRflCKfl, 2 SEKTION NR, 2 Natdatum fiatnlng nr 88/10/21 3
lan. f rffttb ptls. r srsnßrr n runc-, mr,n RAinrvuiG^n rer0us7*rckai_f3 -SEKTnin _n? 1^2 natdatum natnlng nr 8801 IS 1 JANUAR I Bilaga 2 Tvärprofiler (str: 3) Sid 3 (5) 0009 LtM.E nfltplfltsigflrstfl UftGHR. 1_RIK7MIMG. 1 PROUSTRflCKfl,3 SEKTIOHMR.32 natdatum natnlng nr 88/0S/08 2 LflM.E nfltplflts.^gflrstr_juflgmr. 1 RIKTMIMG. 1 ^PROUSTRflCKfl.3 SEKTIOMMR.2 natdatum natnlng nr 88/10/21 3 OKTOBER -250
LAN, NÄTPLATS. GERSTAD UAG NR. 1 RIKTNING. 1 PROUSTRACKA, <1 SEKTION NR, 2 natdatum r m n l n g nr 88011S 1 LAN, E NÄTPLATS, GARSTfi UAG NR, 1 RIKTNING, 1 PROUSTRACKfi, 4 SEKTION NR, 42 natdatum natnlng nr 88/05/08 2 LAN. E flatplats, F A R S T A fuag_nr,_n---r'iktnlng,_t1 fproustracka, 4 SEKTION NR, 2 natdatum natnlng nr 8 8 / 10/21 3 SO 0
LflM, E nfltplrts, GERSTflD UfiG MR» 1 RIKTNIMG. 1 PROUSTRRCKA, S SEKT IOM MR, 2 natdatum natning nr 880 IIS n JANUAR I Bilaga 2 Tvärprofiler (str. 5) Sid 5 (5) 600 LRM, E nfltplats, GRRSTfl _AJRG W * 1 RIKTMIMG, 1 PROUSTRRCKR, S SEXTIOM MR, S2 natdatum natning nr 88/0S/08 2 natdatum natning nr 88/10/21 3 rr u v o irun-ivn t s 5LK I1UM MK, 2 OKTOBER -SO.0