Grusvägars uppbyggnad nedbrytning och underhåll

25:8 T E K N I S K R A P P O RT Grusvägars uppbyggnad nedbrytning och underhåll Fältmätningar 23-24 Karin Johansson Luleå tekniska universitet Institutionen för samhällsbyggnad, Avdelningen för geoteknik 25:8 ISSN: 142-1536 ISRN: LTU-TK -- 5 8 -- SE

GRUSVÄGARS UPPBYGGNAD, NEDBRYTNING OCH UNDERHÅLL - FÄLTMÄTNINGAR 23-24 KARIN JOHANSSON Luleå tekniska universitet Institutionen för Samhällsbyggnad Avdelningen för Geoteknik

Sammanfattning SAMMANFATTNING I dagsläget är de svenska grusvägarna i varierande skick vad gäller framkomlighet och tillgänglighet. Vägverket inom Region Norr och Region Mitt vill förbättra standarden på grusvägar genom effektiv planering av drift- och underhållsåtgärder. Arbetet med att optimera åtgärdsplaneringen för grusvägar har inletts med ett projekt med syfte att utvärdera lämpligheten av att använda ett datorbaserat planeringsverktyg, HDM-4. Innan verktyget tas i bruk krävs en del studier för att bekräfta att de modeller som HDM-4 bygger på är representativa för grusvägar under svenska förhållanden. De simuleringar som kommer att utföras vid valideringen av HDM-4 bygger på beskrivningar av vägkonstruktionens uppbyggnad och materialsammansättning, klimatförhållanden, trafiksammansättning, trafikmängd mm. Denna rapport har till syfte att beskriva några grusvägars tillstånd och uppbyggnad i dagsläget. Under perioden maj till oktober 23, samt samma period under 24, har studier gjorts för att beskriva och klarlägga några grusvägars tillstånd. Totalt har sex stycken grusvägar studerats varav tre är belägna i Norrbottens län och tre i Västernorrlands län. Kriterier vid valet av vägarna var att fyra av vägarna ska vara viktiga för näringslivet, varav två ska vara i sådant tillstånd att det under perioder förekommer restriktioner för tunga fordon att trafikera dem, medan det inte ska finnas några sådana restriktioner för de två andra vägarna. Vad gäller de övriga vägarna har inga speciella kriterier ställts upp. I studien av vägarna har kornfördelning, densitet och vattenkvot i slitlager och bärlager bestämts vid två tidpunkter vardera år. Provtagningen, för studier av vägbyggnadsmaterialet, har skett genom grävning av provgropar. Kärnprovtagning utfördes i juni 23 för att klargöra vägkroppens uppbyggnad ner till undergrund. Under hela perioden har även klimatfaktorer som temperatur och nederbörd registrerats med hjälp av Vägverkets väderinformationssystem. Resultaten visar på stora skillnader mellan vägar med och utan restriktioner i fråga om kornstorleksfördelning. För vägar utan restriktioner ligger grusmaterialen inom de rekommendationer som finns, enligt ATB Väg 23, medan materialen för vägar med restriktioner avviker mycket från dessa rekommendationer. Överbyggnadens tjocklek är i de flesta fall mäktigare för vägar utan restriktioner i förhållande till vägar med restriktioner. Vad gäller grundvattenytans djup under vägbanan kan inga klara kopplingar göras till respektive grusvägs tillstånd. i

Abstract ABSTRACT The present standard of the Swedish gravel road network is varying when it comes to passability and accessibility. The Swedish National Road Administration in the Northern Regions is interested in enhancing the condition through more effective long term planning of operation and maintenance. A project was initiated, with the purpose of evaluating the possibility to use a computer based tool, HDM-4 for optimizing the planning strategies. Before the program is taken into use, a lot of work has to be conducted to validate the accuracy of the empirical models, which the program is based on, for the conditions in northern Sweden. The models in HDM-4 are based on soil parameters relevant for road construction and subgrade and in addition to that, climate, traffic composition etc. are also taken into consideration. Therefore, it is important to describe the present conditions and structures of gravel roads in the northern regions. This constitutes the main body of this report. Studies have been carried out during the period of May to October 23 and during the same period in 24. A total of six gravel roads have been studied, three of which are located in the County of Norrbotten and three in the County of Västernorrland. Four of these six roads are important for industries and of which two are in such condition that traffic restrictions for heavy vehicle have to be set up each year during spring thaw, and two with no restrictions regarding traffic loads. The two remaining roads were chosen with no specific criteria taken into consideration. Parameters that have been documented, twice a season, are particle size distribution, water content and density of the wearing course and base course. The gravel material samples have been collected out of, as even as possible, half spherical pits. Core samples were taken in June 23 to determine the number of layers and their thickness in the road structure and to determine the soil type of the subgrade. Climate factors as temperature and precipitation have also been registered during the actual period. The results show large differences between roads with and without restrictions when it comes to particle size distribution of the wearing course and base course. The grain size distribution curves of the gravel material were found to be within recommendations given by the design manual of the Swedish National Road Administration for the roads without restrictions. For roads with bearing capacity problems at thaw, the particle size distribution differs a lot from the same recommendations. In most cases, the thickness of the road embankment is greater for the roads with no restrictions compared to those with traffic load limitations. No obvious differences of gravel road condition can be noticed associated with the distance between the carriageway and the groundwater table. iii

Innehållsförteckning INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING...i ABSTRACT...iii INNEHÅLLSFÖRTECKNING...v 1. INLEDNING...1 2. METODER...3 2.1. Vägsträckor... 3 2.2. Provtagning... 5 2.2.1. Utförande...5 2.3. Laboratoriearbete... 6 2.3.1. Siktning...6 2.3.2. Sedimentationsanalys...7 2.3.3. Densitet och vattenkvot...9 2.4. Kärnprover...1 2.5. Klimatmätningar...1 2.6. Tjälgränsmätare och grundvattenrör...1 3. RESULTAT...11 3.1. Vägar utan restriktioner...11 3.1.1. Siktning och sedimentation...11 3.1.2. Densitet och vattenkvot...18 3.1.3. Kärnor...2 3.2. Vägar med restriktioner...21 3.2.1. Siktning och sedimentation...21 3.2.2. Densitet och vattenkvot...29 3.2.3. Kärnor...31 3.3. Övrig väg...32 3.3.1. Siktning och sedimentation...32 3.3.2. Densitet och vattenkvot...39 3.3.3. Kärnor...41 3.4. Klimatmätningar...42 4. DISKUSSION...47 5. REFERENSER...49 BILAGA A...51 v

Inledning 1. INLEDNING I dagsläget är de svenska grusvägarna i varierande skick vad gäller framkomlighet. Varje år måste delar av grusvägnätet stängas ner på grund av bristande bärighet. Detta påverkar i stor utsträckning näringar som skogsindustrin, men även privat personer, negativt. Vägverket inom Region Norr och Region Mitt vill förbättra standarden på grusvägar genom effektivare planering av drift- och underhållsåtgärder. Arbetet med att optimera åtgärdsplaneringen för grusvägar, utifrån tillgängliga resurser, har inletts med ett projekt med syfte att utvärdera lämpligheten att använda ett datorbaserat planeringsverktyg, HDM-4. Innan verktyget tas i användning krävs dock en del arbete med att verifiera att de beräkningsmodeller som HDM-4 bygger på är representativa för svenska förhållanden, särskilt i fråga om jordmaterial och klimat. En del i projektet är att dokumentera grusvägars tillstånd och uppbyggnad i dagsläget, vilket är syftet med denna rapport. De simuleringar som kommer att utföras vid valideringen av HDM-4 bygger på beskrivningar av vägkonstruktionens materialsammansättning i slitlager och bärlager, klimatförhållanden, trafiksammansättning och trafikmängd mm. För att möjliggöra en återkoppling från simuleringsresultaten till de verkliga tillstånden på de studerade grusvägarna har även andra parametrar än de som ingår som indata till programmet studerats. Detta för att skapa en så komplett bild som möjligt över grusvägarnas uppbyggnad, tillstånd och beteende. Denna rapport innehåller en beskrivning över metodiken för utförda provtagningar samt mätdata från 23 och 24 års mätningar över kornfördelning, densitet, vattenkvot, kärnprovtagning, grundvattennivåer samt klimatmätningar. Utöver dessa mätningar har även installationer av tjälgränsmätare utförts samt vägytemätningar och dokumentation av drift- och underhållsåtgärder. Beskrivning och resultat från tjälgränsmätningarna kommer att beskrivas i en separat rapport och likaså vägytemätningarna tillsammans med drift- och underhållsåtgärderna. 1

Metoder 2. METODER Under perioden maj till oktober 23 och samma period 24 har studier gjorts för att klarlägga grusvägars tillstånd i dagsläget. Ett antal grusvägar har valts ut för att studeras närmare vad gäller kornfördelning i slitlager och bärlager samt vägkroppens profil ner till undergrund. Under hela perioden har även klimatfaktorer som temperatur och nederbörd registrerats. 2.1. Vägsträckor De vägar som har studerats närmare har valts utifrån kriterier för att representera olika typer av grusvägar. Totalt har sex stycken grusvägar tagits fram varav tre stycken är belägna i Norrbottens län och tre stycken i Västernorrlands län. Fördelningen gjordes för att sprida vägarna till två olika områden för att om möjligt kunna urskilja klimatvariationers påverkan på grusvägarnas tillstånd. Kriterierna för de tre grupperade vägarna är att två av vägarna ska vara viktiga för näringslivet. Av dessa två vägar ska en vara i sådant tillstånd att det under perioder införs restriktioner för tunga fordon medan det inte ska finnas några sådana restriktioner för den andra vägen. Vad gäller den tredje vägen har inga speciella kriterier ställts upp. En sammanställning av de studerade vägarna finns i Tabell 2.1. Längs de utvalda grusvägarna har sträckor á 3 km valts ut som anses representera vägens tillstånd. En mer detaljerad beskrivning av teststräckornas geografiska lägen finns i Figur 2.1. På dessa teststräckor sker mätningar i tre sektioner jämt utplacerade längs sträckan. Sektion 1 och 3 ligger ca 5 m från start- respektive slutpunkten på sträckorna och samtliga sektioner ligger med ca 1 m avstånd från varandra. Avvikelser från detta beror delvis på låg noggrannhet i bilens avståndsmätning och delvis på försök att lägga sektionerna på en ur arbetssynpunkt säker placering. Se Tabell 2.2. 3

Metoder Tabell 2.1. Sammanställning av studerade vägar med dess urvalskriterier. Vägnummer Beskrivning Kriterier Y35 Söderut från Stöde Näringslivsväg utan restriktioner Y586 Norrut från Stöde Näringslivsväg med restriktioner Y529 Söderut från Torpshammar Övrig väg BD772 Långsel Näringslivsväg utan restriktioner BD763 Norrut från Gunnarsbyn Näringslivsväg med restriktioner BD766 Norr om Gunnarsbyn Övrig väg Tabell 2.2. Placering av teststräckor och sektioner. Sektion Avstånd från startpunkt, [m] Vägnummer Vägnummer Sektion Avstånd från startpunkt, [m] Y35 start BD772 start 1 52 1 395 2 155 2 1439 3 248 3 2526 slut 34 slut 2784 Y586 start BD763 start 1 72 1 611 2 186 2 1577 3 286 3 2516 slut 298 slut 2775 Y529 start BD766 start 1 6 1 89 2 148 2 1846 3 242 3 282 slut 296 slut 326 (a) Figur 2.1. Vägsträckornas läge i Västernorrlands län,(a), och Norrbottens län, (b). (b) 4

Metoder 2.2. Provtagning Under barmarksmånaderna, 23 och 24, har prover av slitlager och bärlager tagits vid två tillfällen vardera år. I början av juni 23 genomfördes den första omgången av provtagning och i september och oktober för Norrbottens län respektive Västernorrlands län utfördes den andra provtagningen. I juni 23 genomfördes den tredje provtagningsomgången och i oktober 24 den fjärde och sista. Syftet med mätningarna tidigt på sommarsäsongen var att se hur vägbyggnadsmaterialet såg ut med avseende på kornstorleksfördelning, fuktighet, och täthet tidigt efter, eller under, tjällossningen. Mätningarna som utförts under hösten syftar till att se hur tidigare nämnda materialparametrar förändrats över en sommars belastning av trafik och klimat. Vid samtliga fyra provtillfällen har alltså kornstorleksfördelningen hos vägmaterialet bestämts samt skrymdensitet, torrdensitet och vattenkvot i fält. Provtagningen kommer härefter i denna rapport att benämnas som BD eller Y, 1 eller 2 samt 3 eller 4 där siffran 1 motsvarar juni och 2 september/oktober. BD och Y motsvarar Norrbottens län respektive Västernorrlands län och 3 och 4 anger vilket år proverna tagits. Provtagning BD1:3 står således för provtagning i juni månad i Norrbottens län, 23. 2.2.1. Utförande Materialprover har tagits i samtliga sektioner, dvs. i tre punkter per teststräcka och på två olika djup. Provtagning Y2:3 kunde inte genomföras på grund av tjäle på ca 25 cm. Kraftigare verktyg än vad som fanns tillgängligt hade krävts för att ta pålitliga prover i samtliga sektioner. Vid provtagning BD1:3, BD2:3 samt Y1:3 har provens totalvikt legat mellan 5 och 1 kg med några undantag för prov med vikter både under och över detta intervall. Vid provtagningen BD1:4, BD2:4, Y1:4 och Y2:4 har en större provmängd tagits för att öka mätnoggrannheten och pålitligheten. För dessa mätningar har provens totalvikt varit ca 12-15 kg. Vägverkets metodbeskrivning 611, VVMB611: Provtagning av obundna material föreskriver provvikt på 15 kg vid största kornstorlek på 22.4 mm och 55 kg för prover med största kornstorlek på 63 mm. Vid provtagning har målet varit att göra halvsfäriska provgropar. Dimensionen på groparna vid provtagningen 23 har varit ca 2 cm i diameter och ca 1 cm djupa. Vid provtagningen under 24 ökades dimensionerna till ca 3 cm i diameter och 12 cm djupa. Se Figur 2.2. Innan proverna tagits har en provpunkt utsetts där vägbanan varit så horisontell som möjligt och eventuellt löst material på vägbana kring provpunkten tagits bort för att inte blandas i provmaterialet. Vid utformandet av provgroparna har en borrhammare av typen Hilti TE6A med 2 mm borr samt metallsked använts. Till en början har vägytan gjorts porös med hjälp av borrhammaren. Allt material som blivit stört vid borrningen måste ingå i provet för att ge ett rättvisande resultat. För att samla det lösa materialet och ytterligare material för att få en jämn provgrop har en metallsked använts. Allt material har samlats upp i en tät provpåse som noggrant förslutits för att förhindra fukttransport till eller från materialet. Sedan en så jämn provgrop som möjligt erhållits har dess volym uppmätts. Detta har gjort utifrån principen som används vid vattenvolymeterförsök. En plast som lätt följer formen på provgropen har använts som membran. I detta skede är det viktigt att gropen är jämn för att plasten lätt ska följa strukturen och fylla ut alla hålrum och inte punkteras av vassa utstickande partiklar. Vid provtagningarna 23 användes vatten för att fylla upp membranet. Vatten fylldes i dunkar vilka vägdes innan provtagningen påbörjades. När vattnet fyllts i provgropen vägdes resterande vatten i dunken och volymen på använt vatten beräknades, vilken är densamma som provets ursprungliga volym. Se Figur 2.3a. Med denna metod erhölls väldigt höga värden på provens densitet. På grund av detta gjordes förändringar i metoden för volymmätning genom att byta ut vattnet mot sand, se Figur 2.3b., vid provtagningen under 24. 5

Metoder Ca.2-.3 m Figur 2.2. Provgrop i bärlager med provgropens diameter angiven för 23 respektive 24. (a) Figur 2.3. Volymmätning av provgrop i slitlager, (a) Mha vatten, 23. (b) Mha sand 24. Sedan provet på slitlagret tagits, enligt beskrivning ovan, har en större yta på ca 5x5 cm grävts bort och botten har gjorts horisontell. Tjockleken på det bortgrävda lagret har varierat beroende på djupet till underliggande lager. I de fall då någon förändring i vägmaterial inte kunnat identifieras har bärlagerprovet tagits på djupet ca 15 cm under vägbanan. Provtagningen av bärlagret har utförts på samma sätt som för slitlagret. 2.3. Laboratoriearbete Samtliga prover som tagits i fält har även bearbetats i laboratoriet vid Luleå tekniska universitet, institutionen för samhällsbyggnad. Materialets kornfördelning har studerats genom våtsiktning samt sedimentationsanalys på några utvalda prover. Dessutom har vattenkvot, skrymdensitet och torrdensitet bestämts. 2.3.1. Siktning (b) Inför siktningen har proven torkats under ett dygn i 15 C och sedan delats upp med hjälp av en neddelningsapparat. Massan på delproverna har legat på ca 3-5 g för proverna tagna i juni 23. För att inte riskera att överstiga rekommenderad kvarstannad mängd material på vardera sikt, enligt Svensk Standard 2 71 23, minskades delprovmängderna för proverna tagna i september 23 samt för prover tagna under 24. Se Tabell 2.3. och Tabell 2.4. Innan neddelning av materialet utförts har partiklar större än 31.5 mm sorterats ut och massbestämts. Delprovet har sedan våtsiktats på grund av den mängd fina partiklar som materialet innehåller. Siktar med maskvidden.63,.125, 6

Metoder.25,.5, 1., 2., 5.6, 11.2 samt 2. mm har använts. Siktarnas maskvidd skiljer sig något från den maskvidd rekommenderad i Byggstandardiseringen (1992) och Vägverket (1998). 2.3.2. Sedimentationsanalys Sedimentationsanalys på proverna från slit- och bärlager har utförts i de sektioner där tjälgränsmätare och grundvattenrör installerats. Detta innebär en sektion per väg och på två olika nivåer. Vid sedimentationsanalys studeras endast materialet med kornstorlek mindre än.63 mm. I detta fall har analysen gjorts för att bestämma mängden ler i vägmaterialet. Sedimentationsanalysen har utförts enligt pipettmetoden beskriven av Ståhl 1972. Vid sedimentationsanalys blandas en given mängd finjord med dispergeringsmedel och destillerat vatten till en total volym på 1 ml. Partiklarna i suspensionen får därefter sedimentera och vid olika tidsintervall tas ett prov på 1 ml vid en given nivå för att se hur koncentrationen i suspensionen förändras. Utifrån detta kan kornstorleksfördelningen för finjorden bestämmas. Inför sedimentationsanalysen 23 har två mindre prover delats ner från fältproven, ett för sedimentationen och ett för bestämning av organiskhalt. Den torra massan på provet för sedimentationsanalys har beräknats utifrån finjordhalten vid siktning och rekommendationer att provets massa ska ligga kring 3 g för siltig jord, enligt Stål 1972. Organiskhalt har inte bestämts på prover från 24, pga. de resultat mätningarna från 23 gav. Vid sedimentationsanalys krävs olika typer av förbehandling av materialet beroende på ursprung och innehåll. Vid en organiskhalt på mer än 2-4 % ska provet behandlas med väteperoxid för att bryta ner och tvätta ur det organiska materialet. Då provet innehåller salt måste även detta tvättas ur med destillerat vatten. Vid förekomst av järn bearbetas provet med ammoniumoxalatlösning. Tabell 2.3. Provmängd för siktning, Norrbottens län. Vägnummer Sektion och lager Provmängd, jun 23, [g] Provmängd, sep 23, [g] Provmängd, jun 24, [g] Provmängd, sep 24, [g] BD766 1, slitlager 322,9 281,5 263,2 131,3 1, bärlager 373, 362,4 186,4 9,2 BD766 2, slitlager 349,3 256,8 167,9 165,9 2, bärlager 398,6 224,4 116,3 132,9 BD766 3, slitlager 471,5 292,8 189,9 142,8 3, bärlager 27,4 194,5 193,5 112,6 BD763 1, slitlager 366,2 172,9 143,9 136,7 1, bärlager 31,1 224,5 214,1 147,5 BD763 2, slitlager 365, 155,1 177,8 125,9 2, bärlager 37, 155,8 12, 14,7 BD763 3, slitlager 374,4 234,4 211,1 151,2 3, bärlager 292,9 167,3 97,4 19,1 BD772 1, slitlager 343,9 328,5 154,7 169, 1, bärlager 353,5 273,8 189,2 189,9 BD772 2, slitlager 354,4 262,7 144, 159,8 2, bärlager 311,4 367,9 197,5 157,6 BD772 3, slitlager 427,1 228, 185,8 13,3 3, bärlager 392,5 269, 151,3 127,8 7

Metoder Tabell 2.4. Provmängd för siktning, Västernorrlands län. Vägnummer Sektion och lager Provmängd, jun 23, [g] Provmängd, sep 23, [g] Provmängd, jun 24, [g] Provmängd, sep 24, [g] Y586 1, slitlager 529,71-197,76 529,71 1, bärlager 421,1-276,45 421,1 Y586 2, slitlager 433,67-231,44 433,67 2, bärlager 44,21-188,24 44,21 Y586 3, slitlager 45,2-3,12 45,2 3, bärlager 412,44-239,96 412,44 Y35 1, slitlager 397,87-249,73 397,87 1, bärlager 319,3-293,54 319,3 Y35 2, slitlager 447,95-32,64 447,95 2, bärlager 363,35-199,59 363,35 Y35 3, slitlager 357,66-175,23 357,66 3, bärlager 345,8-156,59 345,8 Y529 1, slitlager 398,99-333,8 398,99 1, bärlager 387,23-272,48 387,23 Y529 2, slitlager 369,21-286,6 369,21 2, bärlager 251,5-264,25 251,5 Y529 3, slitlager 3,8-293,52 3,8 3, bärlager 41,4-275,4 41,4 För att bestämma en jords organiska halt används ofta glödgningsförlusten som en indikation. Glödgningsförlusten är massaändringen hos ett prov som utsatts för hög värme, 8ºC, under en timme. Ett prov på ca 15 g delades ner från fältprovet och siktades för att få fram finjordsfraktionerna. Det är på dessa fraktioner som glödgningsförlusten bestäms eftersom det är detta material som ingår i sedimentationsanalysen. Fältprovet torkades innan neddelning i 15ºC i ca 24 tim. Delar av finjorden finfördelades i en mortel och lades därefter i en degel och vägdes innan det placerades i en glödgningsugn med temperaturen 8ºC i 1 tim. Efter glödgningen vägdes provet än en gång och glödgningsförlusten kunde beräknas som förhållandet mellan massa glödgningsförlust och massan på det torkade provet. För att beräkna organiskhalt används ett samband mellan glödgningsförlusten och lerhalten, se ekvation 1. Den organiska halten har i och med dess beroende av lerhalt bestämts efter sedimentationen slutförts. Den organiska halten betecknas g, glödgningsförlusten, g, och lerhalten l c, Axelsson K. (1998). g = g, 5l c (1) Eftersom salt vanligtvis används som dammbindningsmedel på grusvägar har proverna bearbetats för att lösa och tvätta ur dessa salter. Proverna har blandats med destillerat vatten och sedan behandlats med ultraljud för att bryta sönder aggregat. Därefter har proven centrifugerats för att skilja jordpartiklarna från vattnet. Tvättningen har upprepats två gånger per prov. Någon bestämning av järnhalten i proven har inte utförts eftersom proverna inte har varit starkt rostfärgade. Vid mindre mängder järnföreningar kommer dessa att lösas upp vid användning av natriumbaserat dispergeringsmedel. När förbehandlingen av proverna slutförts har proverna blandats med 1 ml dispergeringsmedel med en koncentration på 2.3 g natriumdifosfat per 1 ml destillerat vatten, samt ytterligare destillerat vatten till en total mängd på 1 ml. 8

Metoder Tidpunkterna för provtagning har beräknats, med hjälp av Stokes lag, utifrån vilken kornstorlek som ska ha sedimenterat efter en viss tid, se Tabell 2.5. Stokes lag antar sfäriska partiklar i en lösning. Provtagningstidpunkterna, t, beräknas enligt ekvation 2 där h är provtagningsdjup i centimeter och d är partikelns diameter. Konstanten C beror på kompaktdensiteten hos vattnet, ρ w, och jordpartiklarna, ρ s, vattnets viskositet, µ, vid aktuell temperatur och jordaccelerationen, g. C beräknas enligt ekvation 3. Samtliga försök har utförts vid temperaturen 2ºC. h t = (2) 2 C * d ( ρ ρw ) * g C = (3) 18µ s ρ w =.9982 g/cm 3 ρ s = 2.65 g/cm 3 g = 982 cm/s 2 µ=.12 g/cm,s T = 2ºC Tabell 2.5. Tidsschema för sedimentationsanalys. Diameter [mm] Mäthöjd [cm] Tid [s] Tid [tim:min.sek],63,32 1 18,58584 :1:48,16 1 434,34335 :7:14,8 1 1737,3734 :28:57,4 5 3474,7468 :57:54,2 5 13898,987 3:51:39 Enligt Tabell 2.5. har sex prover tagits vid olika tidpunkter för varje försök. Vid tiden t= har ett prov tagits för att bestämma massan på det material som tillsatts försöket. Efter knappt 4 timmar har partiklar större än.2 mm sjunkit mer än 5 cm i det uppslammade provet. Det material som återstår i de översta 5 cm består av ler varför lerhalten kan mätas. 2.3.3. Densitet och vattenkvot Materialets skrymdensitet och torrdensitet har bestämts för samtliga fältprover. I och med att fältprovet vägdes i sitt naturfuktiga tillstånd samt i torkat tillstånd och volymen på provet uppmätts i fält kunde materialens torrdensitet och skrymdensitet beräknas. Skrymdensiteten beräknas som förhållandet mellan det naturfuktiga materialets massa och in-situ volym, medan torrdensiteten är förhållandet mellan det torra materialets massa och in-situ volymen. Vattenkvoten för proverna har bestämts genom förhållandet mellan vattnets massa i det naturfuktiga materialet och massan för det torkade materialet. 9

Metoder 2.4. Kärnprover I början av juni 23 utförde Dorotea Mark Konsult provtagning i samtliga sektioner i både Norrbottens län och Västernorrlands län. Ostörda kärnor borrades upp från vägytan ner till undergrunden för att identifiera lagertjocklekar, skillnader i material men framför allt se vilken typ av material undergrunden består av och avståndet ner till terrassen. 2.5. Klimatmätningar Mätningar som rör klimatet kring vägarna har samlats in via Vägverkets väderinformationssystem, VViS. Nederbördsmängd och typ samt temperatur i luften har dokumenterats. I Norrbottens län har resultat från VViS station 2531 i Långsel använts för att dokumentera klimatvariationer och i Västernorrlands län har VViS 2212 i Nedansjö och VViS 222 i Sundsvall nyttjats under 23 och VViS 2241 i Torpshammar under 24. VViS stationen i Torpshammar installerades under hösten 23 och har därför endast nyttjats under 24. 2.6. Tjälgränsmätare och grundvattenrör Installationer av tjälgränsmätare påbörjades under v 41, 23, i Norrbottens län och under v 43, 23, i Västernorrlands län. Under november månad samma år slutfördes installationerna. Resultaten från dessa mätningar kommer att presenteras i en separat rapport som enbart behandlar tjälgränsmätningarna utförda under 23-25. Grundvattenrör installerades vid samma tillfälle som tjälgränsmätarna. I Norrbottens län installerades portrycksmätare av typen BAT medan öppna grundvattenrör installerades i Västernorrlands län. 1

3. RESULTAT I detta kapitel kommer resultaten från de analyser som gjorts att redovisas. Det är resultat från siktning, sedimentation, bestämning av densitet, vattenkvot och klimatdata. Resultaten redovisas i tre delkapitel: Vägar utan restriktioner, Vägar med restriktioner och Övriga vägar. 3.1. Vägar utan restriktioner Väg BD772 och Y35 representerar de vägar där inga stora problem uppstår kring tjällossningen. Det är viktiga näringslivsvägar där ingen nedsättning av fordonsvikt görs under tjällossningsperioden. 3.1.1. Siktning och sedimentation I detta avsnitt finns kornfördelningskurvor för respektive provpunkt och lager redovisade. Diagrammen visar kornstorleksfördelningen för juni och september månads provtagning samt ett intervall som materialet ska ligga inom enligt ATB Väg 23. Det är mot detta intervall som kornfördelningskurvorna från provtagningen kommer att jämföras. Även resultat från sedimentationsanalys finns redovisat för en sektion per sträcka. De streckade kurvorna, märkta jun 2mm respektive sep 2mm visar kornstorleksfördelning för material 2 mm och mindre medan de heldragna kurvorna, märkta jun alternativt sep, visar kornstorleksfördelning för material 63 mm och mindre. Intervallet inom vilket kornfördelningskurvorna för grusmaterialen ska ligga inom är markerat med svart heldragen linje i diagrammen. 3.1.1.1. Väg BD772, Norrbottens län De siktanalyser som gjorts visar att materialet till stor del ligger inom ramarna angivna i ATB Väg 23. Se kornfördelningsdiagrammen i Figur 3.1. Figur 3.6. Slitlagermaterialet ligger i samtliga sektioner i överkant eller strax ovanför rekommenderat intervall, Figur 3.1., 3.3. och 3.5. Detta betyder att det material som ligger ovanför intervallet är för finkornigt i jämförelse med 11

rekommendationerna. I Figur 3.2., 3.4. och 3.6. beskrivs bärlagrets sammansättning i de olika sektionerna. Även här ligger kornstorleksfördelningen inom givet intervall för samtliga prover förutom provet från september 23. Finjordshalten ligger i underkant eller under givet intervall. Detta innebär att de prover som ligger under intervallet innehåller för lite finjord. Enligt ATB Väg 23 ska grusvägsslitlager innehålla en lerhalt på 1-33 vikt % och grusbärlagret en lerhalt på 1-35 vikt %. Lerhalten anges som förhållandet mellan massa ler och massa finjord. För väg BD772 är lerhalten för låg för tre av totalt åtta prover där finmaterialet studerats med hjälp av sedimentationsanalys, enligt Tabell 3.1. De prover som är inom anvisade värden i ATB Väg 23 ligger i underkant på detta intervall. Sedimentationsanalys för väg BD772 har gjorts på prover från sektion 1, Figur 3.1. och 3.2. Tabell 3.1. Lerhalt, BD772. Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt sep3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] BD772 1, slitlager 4,5 7,7 13,1 11,1 1-33 1, bärlager 13,3 9,2 12,4 11,2 1-35 När lerhalten på materialet är känt kan den organiska halten beräknas. Vid förberedelserna inför sedimentationen bestämdes glödgningsförlusten på prov tagna 23, se Tabell 3.2. Samband mellan lerhalt och glödgningsförlust ger att den organiska halten för väg BD772 ligger på mellan.6-1.4 %. Dessa värden ligger under gränsen för organiskhalt, 2-4 % och proven behövde alltså inte behandlas på grund av en hög organiskhalt. Tabell 3.2. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg BD772. Vägnummer Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Organiskhalt sep 23, [%] BD772 1, slitlager 1,6 1,6 1,4 1,2 BD772 1, bärlager 1,3 1,1,6,7 1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.1. Väg BD772, Sektion 1, slitlager. 12

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.2. Väg BD772, sektion 1, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.3. Väg BD772, sektion 2, slitlager. 13

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.4. Väg BD772, sektion 2, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.5. Väg BD772, sektion 3, slitlager. 14

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.6. Väg BD772, sektion 3, bärlager. 3.1.1.2. Väg 35, Västernorrlands län För vägar inom Västernorrland finns inga resultat från den planerade provtagning hösten 23. Detta beror på tidig kyla som orsakade ett tjäldjup på ca 25 cm vilket förhindrade provtagningen. Därför finns enbart resultaten från provtagningen i juni 23, juni 24 och september 24 redovisat. Kornstorleksfördelningen från slitlagerprover visar att materialet ligger i överkant på rekommenderat intervall eller precis utanför intervallet enligt Figur 3.7., 3.9. och 3.11. Majoriteten av proverna ligger utanför intervallet och innehåller något för lite grusmaterial och för mycket sand. Vad gäller bärlagret ligger samtliga prover över intervallet enligt ATB Väg 23 med 2-4 % enheter för varje fraktion, se Figur 3.8., 3.1. och 3.12. Detta visar på att även bärlagermaterialet innehåller för lite grus och för mycket sand. Finjordshalten för slitlagerproverna ligger inom angivna gränser, medan resultaten från bärlagerproverna visar på något för höga värden. Sedimentationsanalys har utförts på prover från sektion 2, Figur 3.9. och 3.1. För slitlagret ligger lerhalten mellan 19.8 och 23.2 vikt % och för bärlagret mellan 33.8 och 22.9 vikt %. Detta innebär att lerhalten för samtliga prover ligger inom kraven för ATB Väg 23 enligt Tabell 3.3. Tabell 3.3. Lerhalt, väg Y35. Vägnummer Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] Y35 1, slitlager 23,2 19,8 2,2 1-33 1, bärlager 33,8 22,9 27, 1-35 Den organiska halten för väg Y35 ligger på.2-.7 % för glödgningsförluster och lerhalter enligt Tabell 3.3. och Tabell 3.4., beräknat enligt ekvation 1. Detta visar på att proven inte behövde behandlas för organiskt material, vilket inte heller har gjorts. 15

Tabell 3.4. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg Y35. Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Y35 2, slitlager 1,9 -,8 Y35 2, bärlager 1,7 -, 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.7. Väg Y35, sektion 1, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.8. Väg Y35, sektion 1, bärlager. 16

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.9. Väg Y35, sektion 2, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.1. Väg Y35, sektion 2, bärlager. 17

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.11. Väg Y35, sektion 3, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.12. Väg Y35, sektion 3, bärlager. 3.1.2. Densitet och vattenkvot 3.1.2.1. Väg BD772, Norrbottens län Skrymdensitet, torrdensitet och vattenkvot har bestämts för både slitlager och bärlager i samtliga sektioner. Detta innebär att det finns tre mätningar av respektive parameter vid två olika tidpunkter per år, totalt 12 mätningar per lager. Resultaten från dessa mätningar finns redovisade i Figur 3.13. och 3.14. 18

Samtliga densiteter från prover tagna i juni 23 visar på orimligt höga densiteter med tanke på att riktvärden för kompaktdensitet ligger på 2.6-2.7 t/m 3 för mineraljordar i Sverige, Sällfors G. (1995). För september månad 23 är de beräknade densiteterna lägre, vilket även gäller för provresultaten från 24. Skrymdensiteten för slitlagret varierar under denna period mellan 2.2-2.5 t/m 3 och torrdensitet mellan 2. och 2.5 t/m 3, enligt Figur 3.13. Skrymdensiteten i bärlagret varierar mellan 2. och 2.4 och torrdensiteten ligger på 2.-2.4 t/m 3. De orimliga värdena från 23 är exkluderade i ovanstående sammanställning, men finns redovisade i Figur 3.13 och 3.14. Vattenkvoten för slitlagerproverna tagna i juni ligger mellan 2.7-6.7 % och från september mellan 2.9-6.3 % enligt Figur 3.13. Motsvarande värden för bärlager finns redovisade i Figur 3.14. och ligger mellan 1.7-3.2 % respektive 2.4-4.5 %. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Figur 3.13. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg BD772. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Figur 3.14. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg BD772. 3.1.2.2. Väg Y35, Västernorrlands län Densiteterna för prover från juni 23 är väldigt höga med tanke på att vanligt förekommande kompaktdensitet har lägre värden. I Figur 3.15. och 3.16. finns värden från mätningar av densitet och vattenkvot redovisade. Värden på densitet för juni 23 finns inte medtagna i nedan sammanställning, men i Figur 3.15. och 3.16. Variationerna i skrymdensitet för slitlagret under 24 ligger mellan 2.2 och 2.5 t/m 3, enligt Figur 3.15. och för bärlagret mellan 2.2 och 2.4 t/m 3, enligt Figur 3.16. Torrdensiteterna för slitlagret varierar mellan 2.1-2.4 t/m 3 och för bärlagret mellan 2.1-2.3 t/m 3. 19

Vattenkvoten för proverna ligger mellan 1.7 % och 4.8 % för slitlagret och mellan 3.7 och 5.3%, enligt Figur 3.15. och 3.16. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.15. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg Y35. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.16. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg Y35. 3.1.3. Kärnor 3.1.3.1. Väg BD772, Norrbottens län Kärnproven som togs upp finns beskrivna i Tabell 3.5., samt med fotografier i bilaga A, Figur A.1. och A.2. Från sektion 3 saknas kärnprov pga. svårigheter att borra ner i vägkroppen. Problem med kärnprovtagningen uppstår ibland då materialet består av naturgrus som i kontakt med borrkronan börjar rotera på grund av dess jämna yta, alternativt i kontakt med en väldigt hård bergart. Sektion 3 ligger precis i en skärning genom en ås vilket tyder på att naturmaterial kan förekomma. De översta ca 12 cm bestod av poröst grusmaterial, vilket troligen luckrats upp vid provtagningen. På djupet 12-65 cm bestod provet av kompakt grusvägsmaterial med inslag av grovgrus som vid större djup övergick till mer sandigt undergrundsmaterial, enligt Tabell 3.5. I sektion 2, Figur A.2. i bilaga A, kan ingen tydlig avgränsning mot undergrund noteras vilket är möjligt i sektion 1, Figur A.1. 2

Tabell 3.5. Protokoll från kärnprovtagning, väg BD772. Vägnr.: sektion Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. BD772:1-12 Poröst 12-65 Kompakt, inneh. grovgrus - - 65-72 Sandigt :2-12 Poröst 12-61 Kompakt - - - - :3 - - - - - - - - 3.1.3.2. Väg Y35, Västernorrlands län I sektion 1 har två prover tagits på grund av att man vid det första försöket, sektion 1a, borrade genom ett block. De översta 15-2 cm i sektion 1b består av poröst material medan underliggande material innehåller en del sten och organiskt material. Detta är troligtvis undergrundsmaterial som delvis blandats med bärlagermaterial. Sektion 1a består av ett block på 65 cm med ett överlagrat lager av ca 5 cm grusmaterial, se Tabell 3.6. Figur A.3.-A.6. i bilaga A visar foton över borrkärnorna. Tabell 3.6. Protokoll från kärnprovtagning, väg Y35. Vägnr.: Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund sektion Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Y35:1a -6 Poröst 6-7 Block - - - - :1b -17 Poröst 17-33 Sten, något organiskt 33-59 Något organiskt Troligen lager 2 och 3 :2-2 Poröstkompakt 2-44 Sten, något organiskt 44-68 Något organiskt Troligen lager 2 och 3 :3-14 Porösthalvfast 14-23 Något organiskt 23-49 Stenigt, något organiskt 49-66 Starkt rostfärgat, något organiskt 3.2. Vägar med restriktioner Väg BD763 och Y586 är utvalda för att representera vägar där problem ofta uppstår, speciellt kring tjällossningen. De är viktiga näringslivsvägar som kräver nedsättning av tillåten fordonsvikt under vissa perioder av året. 3.2.1. Siktning och sedimentation Diagram som visar kornstorleksfördelningen för juni och september månads provtagning, 23 och 24, samt ett intervall som materialet ska ligga inom enligt ATB Väg 23 finns redovisade i detta avsnitt. De streckade kurvorna, märkta jun 2mm respektive sep 2mm visar kornfördelning för material 2 mm och mindre medan de heldragna kurvorna, märkta jun alternativt sep, visar kornfördelning för material 63 mm och mindre. Även resultat från sedimentationsanalys finns för en sektion per sträcka. 21

3.2.1.1. Väg BD763, Norrbottens län Kornfördelningsdiagrammen för väg BD763 finns beskrivna i Figur 3.17.-3.22. Dessa visar att materialet i väg BD763 till största delen ligger utanför ramarna för vad som föreskrivs i ATB Väg 23. Slitlagerproverna visar att materialet innehåller mellan 5-15 % enheter för mycket sand med undantag för sektion 3 där provet i juni 23 och 24 innehåller upp till 3 % enheter för mycket sand, se Figur 3.17. och 3.19. Slitlagret visar även tendenser på att innehålla stenmaterial, >2 mm, vilket inte tillåts enligt ATB Väg 23, Figur 3.17. och 3.21. Även bärlagret innehåller för stora mängder sand, upp till 4 % enheter för mycket, och i sektion 1 och 2 för liten andel grusmaterial, se Figur 3.18. och 3.2. Sektion 3 innehåller även den för mycket sand men även material större än 63 mm med andelar upp till 2 % enheter för juni 23, Figur 3.22. Sedimentationsanalys är gjord på slitlager och bärlager i sektion 2 och resultaten finns redovisade i Tabell 3.7., samt i kornfördelningsdiagrammen i Figur 3.19. och 3.2. Lerhalten ligger inom de krav som ställs i ATB Väg 23 för både slitlager och bärlager. I samtliga fall ligger lerhalten i den nedre delen av tillåtet intervall och inga trender på ökad eller minskad lerhalt över tiden kan noteras. Tabell 3.7. Lerhalt, väg BD763. Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt sep3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] BD763 2, slitlager 12, 14,3 13,8 14,8 1-33 2, bärlager 17,9 1,2 11,5 17,5 1-35 Enligt ekvation 1 i avsnitt 2.3.2 kan materialets organiska halt beräknas utifrån lerhalt och glödgningsförlust. Detta har gjorts på prover från 23 och resultaten redovisas i Tabell 3.8. Om den organiska halten överstiger 2-4 % krävs en reducering av denna inför sedimentationsanalysen, enligt Byggstandardiseringen 1992. Den organiska halten i materialet i väg BD763 ligger mellan.5 och 2.2 %. Något behov av reducering av organiskt material fanns därmed inte då halten ligger utanför och i underkant av uppställda krav. Tabell 3.8. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg BD763. Vägnummer Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Organiskhalt sep 23, [%] BD763 2, slitlager 1,6 1,2 1,,5 BD763 2, bärlager 3,1 2,3 2,2 1,8 22

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 sep 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.17. Väg BD763, sektion 1, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 sep 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.18. Väg BD763, sektion 1, bärlager. 23

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.19. Väg BD763, sektion 2, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 sep 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.2. Väg BD763, sektion 2, bärlager. 24

1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 sep 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.21. Väg BD763, sektion 3, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.22. Väg BD763, sektion 3, bärlager. 3.2.1.2. Väg Y586, Västernorrlands län Kornstorleksfördelningsdiagram för samtliga tre sektioner längs väg Y586 presenteras i Figur 3.23. 3.28. Figur 3.23., 3.25. och 3.27. visar att kornstorleksfördelningen för slitlagret till stor del ligger ovanför det givna intervallet i ATB Väg 23. Materialet är något för sandigt, 5-1 % enheter, för att helt ligga inom intervallet medan grusfraktionen ligger precis i gränssnittet. För bärlagret ligger kornfördelningen mellan 1-3 % enheter för högt dvs. materialet innehåller för lite grovt material och för mycket sand och finjord, se Figur 3.24., 3.26. och 3.28. 25

Sedimentationsanalys har utförts på prover tagna i sektion 2 under 23 och 24 och finns redovisade i Tabell 3.9. Lerhalten för både slitlager och bärlager ligger inom de intervall som finns angivna i ATB Väg 23. Tabell 3.9. Lerhalt, väg Y586. Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] Y586 2, slitlager 19, 19,4 21,4 1-33 2, bärlager 22,9 19, 17,2 1-35 Utifrån bestämning av glödgningsförlust på prover från 23 samt med hjälp av ekvation 1 och Tabell 3.9., kan den organiska halten bestämmas till 1.2 % och.8 %, se Tabell 3.1. Kraven för behandling, pga. högt organiskt innehåll, inför sedimentationsanalysen ligger på 2-4 %. Då samtliga värden på organiskhalt ligger under detta behövde ingen förbehandling utföras. Tabell 3.1. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg Y586. Vägnummer Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Y586 2, slitlager 2,2-1,2 Y586 2, bärlager 1,9 -,8 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.23. Väg Y586, sektion 1, slitlager. 26

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.24. Väg Y586, sektion 1, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.25. Väg Y586, sektion 2, slitlager. 27

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.26. Väg Y586, sektion 2, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.27. Väg Y586, sektion 3, slitlager. 28

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.28. Väg Y586, sektion 3, bärlager. 3.2.2. Densitet och vattenkvot 3.2.2.1. Väg BD763, Norrbottens län I Figur 3.29. och 3.3. visas en sammanställning av skrymdensitet, torrdensitet och vattenkvot för väg BD763. Skrymdensiteten ligger på 2.2-2.5 t/m 3 för slitlagret, Figur 3.29., och mellan 1.8-2.5 t/m 3 för bärlagret, Figur 3.3. Vissa densiteter från 23, speciellt från proverna i juni, är väldigt höga och därför finns de inte medräknade i ovanstående intervall, men i Figur 3.29. och 3.3. finns samtliga densiteter redovisade. Vattenkvoten för proverna varierar mellan 3.3-8.8 % för slitlager och.9-8.1 % för bärlagret, enligt Figur 3.29. respektive 3.3. Det låga värdet på.9 % vattenkvot i bärlagret motsvaras av en vattenkvot på 5.9 % i slitlagret. Den stora differensen mellan dessa två resultat indikerar att något av värdena är oriktigt. Troligtvis är vattenkvoten på.9 % felaktig då denna avviker kraftigt från bärlagrets vattenkvot i övriga sektioner samt denna sektions vattenkvot vid andra tillfällen. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.29. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg BD763. 29

t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.3. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg BD763. 3.2.2.2. Väg Y586, Västernorrlands län För väg Y586 ligger skrymdensiteterna för slitlagret mellan 2.3 och 2.4 t/m 3 medan motsvarande värden för bärlagret ligger på 2.1-2.5 t/m 3, då densitetsmätningarna från juni 23 exkluderats pga. dess orimligt höga värden. I Figur 3.31. och Figur 3.32. finns samtliga resultat redovisade. Vattenkvoten varierar mellan 4.2 och 6.2 % för slitlagret, enligt Figur 3.31., och mellan 4.6 och 11.2 % i bärlagret, Figur 3.32. Bärlagret har generellt något högre vattenkvot än slitlagret samt en större spridning av resultat. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.31. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg Y586. 3

t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.32. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg Y586. 3.2.3. Kärnor 3.2.3.1. Väg BD763, Norrbottens län I Tabell 3.11. finns en sammanställning av kärnprovtagningen som utfördes under våren 23 i samtliga tre sektioner längs väg BD736. Fotografier från kärnorna finns redovisade i Figur A.7.-A.9. i bilaga A. De översta ungefär 15-25 cm, lager 1 i Tabell 3.11., består av poröst till halvfast material med inslag av material med en partikelstorlek på ca 31.5. Under det översta lagret finns ett kompaktare lager, med en tjocklek av ca 15 cm, som är sandigare än lager 1 och i sektion 2 och 3 finns inslag av sten och organiskt material. Vid ca 35 cm djup återfinns rent organiskt material, dvs undergrund, i sektion 1 och 2. Någon skillnad i material mellan lager 2 och undergrund kan inte noteras i sektion 3, se Tabell 3.11. Tabell 3.11. Protokoll från kärnprovtagning, väg BD763. Vägnr.: sektion BD763:1-24 Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Halvfastkompakt 24-37 Halvfast, sandigt - - 37-39 Organiskt :2-16 Poröst, partikel strl upp till ca 31,5mm 1-26 Kompakthalvfast 26-35 Sten 35-61 Organiskt :3-14 Poröst, partikel strl upp till ca 31,5mm 14-66 Sten, rostfärgad sand - - - Troligen lager 2 3.2.3.2. Väg Y586, Västernorrlands län En sammanställning av resultaten från kärnprovtagningen finns i Tabell 3.12. för väg Y586. I bilaga A, Figur A.1.-A.12. finns även fotografier över kärnproverna från samtliga sektioner. Vid ett djup av 17 cm i sektion 1 och 2 övergår materialet från att vara poröst-halvfast till mer kompakt material med inslag av sten och organiskt material. Denna övergång i sektion 2 återfinns 31

vid 12 cm djup. I sektion 1 noteras undergrunden vid 46 cm djup då materialet är organiskt. Undergrunden för sektion 2 och 3 observeras vid 27 respektive 38 cm djup där materialet blir starkt rostfärgat och något organiskt. Troligtvis finns det en viss uppblandning mellan undergrunden och lager 2 då även det innehåller organiskt material. Tabell 3.12. Protokoll från kärnprovtagning, väg Y586. Vägnr.: sektion Y586:1-17 Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Porösthalvfast 17-46 Kompakt, sten - - 46-67 Organiskt :2-17 Porösthalvfast 17-27 Kompakt, något organiskt - - 27-64 Starkt rostfärgat, något organiskt :3-12 Porösthalvfast 12-38 Sten - - 38-54 Starkt rostfärgat, något organiskt 3.3. Övrig väg För kategorin Övrig grusväg finns inga specificerade krav ställda. I detta projekt är väg BD766 och Y529 utvalda för att representera kategorin. 3.3.1. Siktning och sedimentation Precis som tidigare utgör de heldragna svarta linjerna i diagrammen de krav som ställs i ATB Väg 23, grafer märkta med t ex jun 2 mm är kornstorleksfördelningen då material större än 31.5 mm siktats bort och grafer märkta t ex jun visar kornstorleksfördelningen för hela fältprovet. 3.3.1.1. Väg BD766, Norrbottens län I Figur 3.33. 3.38. redovisas kornstorleksfördelningen för slitlager och bärlager under 23 och 24. Siktningen visar på att materialet i slitlagret i sektion 1 och 2 överensstämmer bra mot kraven i ATB Väg 23, se Figur 3.33. och 3.35. Materialet i sektion 3, Figur 3.37., är något för grovt och innehåller dessutom material med kornstorlek större än 63 mm vilket inte är tillåtet enligt ATB Väg 23. Materialet i bärlagret ligger i stort sett helt utanför givet intervall för samtliga sektioner, Figur 3.34., 3.36. och 3.38. Materialet är för sandigt i samtliga sektioner. Sedimentationsanalys är utförd på prover tagna i sektion 1 och finns redovisad i Figur 3.33. och 3.34. Lerhalten uppmättes till 1.3 % i juni 23 medan de övriga värdena legat på 17-2 % för slitlagret, Tabell 3.13. Då differensen mellan provresultaten är stor tyder detta på en osäkerhet i om något av värdena är felaktigt eller på stora variationer i lerhalt längs sträckan. I detta fall är det mer troligt att 1.3 % är något lågt med tanke på att övriga värden nästan är identiska. I bärlagret, Tabell 3.13, är variationerna mellan mätningarna betydligt mindre. Totalt sett ligger alla värden inom givna krav på 1-33 % och 1-35 % för slitlager respektive bärlager förutom värdet på 1.3 %, enligt Tabell 3.13. 32

Tabell 3.13. Lerhalt, väg BD766. Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt sep3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] BD766 1, slitlager 1,3 17,2 17,6 2,4 1-33 1, bärlager 11,2 14,2 14,1 17,5 1-35 Den organiska halten kan med hjälp av glödgningsförlust, lerhalt och ekvation 1 beräknas. Resultaten redovisas i Tabell 3.14. Ingen förbehandlig inför sedimentationsanalysen med avsikt att reducera det organiska innehållet krävdes eftersom den organiska halten ligger under 2 % för alla prover, vilket är kravet enligt Byggstandardiseringen 1992. Tabell 3.14. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg BD766. Vägnummer Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Organiskhalt sep 23, [%] BD766 1, slitlager 1,5 1,9 1,4,9 BD766 1, bärlager 1,4 1,2,9,5 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.33. Väg BD766, sektion 1, slitlager. 33

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.34. Väg BD766, sektion 1, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.35. Väg BD766, sektion 2, slitlager. 34

1 8 6 4 2 jun 3 sep 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.36. Väg BD766, sektion 2, bärlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 sep 3_2mm jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.37. Väg BD766, sektion 3, slitlager. 35

1 8 6 4 2 jun 3 jun 3_2mm sep 3 sep 3_2mm jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.38. Väg BD766, sektion 3, bärlager. 3.3.1.2. Väg Y529, Västernorrlands län Siktningsresultat från prover på slitlager visas i Figur 3.39., 3.41. och 3.43. och resultaten från bärlagerprover redovisas i Figur 3.4., 3.42. och 3.44. Dessa figurer visar att materialet i alla prover ligger utanför tillåtet intervall enligt ATB Väg 23. Samtliga prover innehåller 1-2 % enheter för mycket sand och för lite av grusfraktionen. Lerhalten i prover från sektion 3, där sedimentationsanalys utförts, ligger på ca 2 vikt % för slitlagret och knappt 25 vikt % för bärlagret, enligt Tabell 3.15. Dessa värden ligger inom tillåtet intervallet enligt ATB Väg 23. Resultaten från sedimentationsanalysen finns även i Figur 3.43. och 3.44. Tabell 3.15. Lerhalt, väg Y529. Sektion och lager Lerhalt jun3 [vikt %] Lerhalt jun4 [vikt %] Lerhalt sep4 [vikt %] ATB Väg [vikt %] Y529 1, slitlager 2,4 19,2 18,9 1-33 1, bärlager 24,8 24,5 21,9 1-35 Den organiska halten för proverna ligger på.6 och 1.1 %, det vill säga mindre än 2 % som är kravet för att förbehandling av provet, med syfte att minska det organiska innehållet, inte behöver utföras. Den organiska halten har beräknats utifrån glödgningsförlust och lerhalt med hjälp av ekvation 1, avsnitt 2.3.2. Resultaten finns i Tabell 3.16. nedan. Tabell 3.16. Glödgningsförlust och organiskhalt, väg Y529. Vägnummer Vägnummer Sektion och lager Glödgningsförlust jun 23, [%] Glödgningsförlust sep 23, [%] Organiskhalt, jun 23, [%] Y529 3, slitlager 1,6 -,6 Y529 3, bärlager 2,3-1,1 36

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.39. Väg Y529, sektion 1, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.4. Väg Y529, sektion 1, bärlager. 37

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.41. Väg Y529, sektion 2, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 jun 4_2mm sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.42. Väg Y529, sektion 2, bärlager. 38

1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4,1,1,1 1 1 1 Figur 3.43. Väg Y529, sektion 3, slitlager. 1 8 6 4 2 jun 3 jun 4 sep 4 sep 4_2mm,1,1,1 1 1 1 Figur 3.44. Väg Y529, sektion 3, bärlager. 3.3.2. Densitet och vattenkvot 3.3.2.1. Väg BD766, Norrbottens län I Figur 3.45. och 3.46. finns resultaten från densitets- och vattenkvotsbestämningarna för slitlager respektive bärlager. Skrymdensiteten för slitlagret ligger endast för ett fåtal prover under riktvärdet på kompaktdensitet på 2.6-2.7 t/m 3, Sällfors G. (1995). För bärlagret, se Figur 3.46., har skrymdensiteten en större spridning. För de punkter som ligger under kompaktdensiteten är spridningen på skrymdensiteten mellan 2.1-2.5 t/m 3. 39

Vattenkvoten ligger på 1.9-7. % för slitlagret enligt Figur 3.45. och 3.2-7.8 % för bärlagret enligt Figur 3.46. I slitlagret, Figur 3.45., syns en markant skillnad i vattenkvot mellan september 24 och övriga mätningar. Detta kan bero på att det kommit en hel del nederbörd dagarna innan provtagningstillfället. Bärlagerprovet från september 24 visar inte på någon tydlig ökning i vattenkvot pga. regnet, Figur 3.46. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.45. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg BD766. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.46. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg BD766. 3.3.2.2. Väg Y529, Västernorrlands län Densitetsmätningarna från juni 23 för väg Y529, Figur 3.47. och 3.48., är som för de övriga vägarna väldigt höga. Om dessa mätningar bortses ifrån, varierar skrymdensiteten mellan 2.-2.4 t/m 3 för slitlagret och 2.-2.3 t/m 3 för bärlagret, vilket är lägre än riktvärdet på kompaktdensitet, Sällfors G. (1995). Vattenkvoten för slitlagret ligger mellan 3.6-9.7 % i slitlagret och 3.8-1. % i bärlagret, se Figur 3.47. och 3.48. 4

t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.47. Densitet och vattenkvot för slitlagret i väg Y529. t/m 3 3,6 3,4 3,2 3, 2,8 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 12, 11, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, % 3-jun 3-sep 4-jun 4-sep Skrymdensitet Torrdensitet Vattenkvot Figur 3.48. Densitet och vattenkvot för bärlagret i väg Y529. 3.3.3. Kärnor 3.3.3.1. Väg BD766, Norrbottens län I Tabell 3.17. finns en sammanställning av kärnprover för tre sektioner i väg BD766. Foton över kärnproverna kan ses i bilaga A, Figur A.13.-A.15. Materialet ner till 13 cm djup i sektion 1 och 3 samt till 23 cm djup i sektion 2 är poröst till halvfast. Under detta lager blir materialsammansättningen grövre och mer kompakt. Ungefär 5 cm från vägytan är materialet rent organiskt i sektion 1 och 2, dvs. undergrundsmaterial. I sektion 3 kan inte någon tydlig materialskillnad noteras för större djup än 13 cm. Se Tabell 3.17. 41

Tabell 3.17. Protokoll från kärnprovtagning, väg BD766. Vägnr.: sektion Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. BD766:1-13 Poröst 13-35 Kompakt 35-49 Sten, sandigt 49-65 Organiskt :2-23 Porösthalvfast 23-54 Rostfärgat, stenigt - - 54-59 Organiskt :3-13 Halvfast, partikel strl upp till 2mm 13-58 Rostfärgat, sand med inslag av sten/grovgrus - - - Troligen lager 2 3.3.3.2. Väg Y529, Västernorrlands län Resultaten från kärnprovtagningen har sammanställts i Tabell 3.18., och fotografier över kärnorna finns i Figur A.16-A.18 i bilaga A. Vid ungefär 1-17 cm djup övergår grusmaterialet från att vara poröst-halvfast till mer kompakt material. På cirka 4 cm djup har undergrunden påträffats, vilken består av mycket organiska till rent organiska material för sektion 1 och 3. I sektion 2 kunde bara ett prov på 14 cm tas då block eller berggrund påträffades vid detta djup, se Tabell 3.18. Tabell 3.18. Protokoll från kärnprovtagning, väg Y529. Vägnr.: sektion Y529:1-15 Lager 1 Lager 2 Lager 3 Undergrund Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Nivå [cm] Beskrivn. Porösthalvfast 15-38 Kompakt - - 38-43 Mycket organiskt :2-1 Poröst 1-14 Kompakt - - - - :3-17 Poröst 17-36 Kompakt - - 36-43 Mycket organisktorganiskt 3.4. Klimatmätningar Vägverket har väderstationer, VViS, utplacerade längs vägarna som mäter ett flertal klimatparametrar t ex. temperatur, vindhastighet och riktning, relativ luftfuktighet, nederbördsmängd och typ. Här kommer lufttemperatur, nederbördsmängd och typ att redovisas för de stationer med placering i närheten av de grusvägar som studerats. I Norrbottens län ligger närmaste väderstation, VViS 2531, längs väg BD772 vid sektion 1, vilken nyttjats under 23 och 24 för att samla väderdata. I Västernorrlands län ligger närmaste station längs E14 ca 15 km öster om Stöde. Förutom denna har även VViS 222 utanför Sundsvall, ca 4 km från Stöde, utnyttjats på grund av att stationen vid Stöde inte varit igång under sommaren 23. För att kontrollera att differensen i klimatdata vid de två stationerna inte är stor har mätningar under perioder då båda stationerna varit igång jämförts. Dessa jämförelser visar att temperaturer och nederbördsmängd i stort sett varit identiska. Under 24 har VViS 2241 i Torpshammar använts, vilken inte var installerad under 23. Lufttemperaturen redovisas som dygnsmedeltemperatur för varje dygn under 23 och 24. I Figur 3.49. och Figur 3.5. visas temperaturen i Norrbottens län respektive Västernorrlands län. Vad gäller 42

årsnederbörden redovisas ackumulerat snödjup och regnmängd i mm utifrån dygnsnederbörden. Resultaten visas i Figur 3.51. och Figur 3.52. Årsmedeltemperaturen i luften för VViS 2531 i Norrbottens län kan beräknas till.6 C under både 23 och 24. För VViS 2212 och 222, Västernorrlands län, tillsammans beräknas årsmedeltemperaturen till 4.5 C under 23 och för 24, VViS 2241, till 3.2 C. Den ackumulerade årsnederbörden i form av regn ligger för 23 på 193 mm och 36 mm för BDlän respektive Y-län. Motsvarande årsnederbörd i form av snö ligger på 2412 mm och 161 mm. Under 24 är det ackumulerade snödjupet 1327 mm och regnmängden 156 mm för stationen i Norrbottens län. För Västernorrlands län har nederbördsmängden uppmätts till 369 mm snö och 16 mm regn. På grund av den stora differensen i ackumulerad nederbörd i form av regn mellan 23 och 24 års mätningar vid VViS stationerna i Västernorrlands län har även SMHI:s mätdata redovisats för sommaren 24. I Figur 3.52. finns nederbörden i Torpshammar som SMHI uppmätt redovisad vilken visar på ca 3 gånger så stor nederbördsmängd i jämförelse med VViS stationen under samma period. SMHI:s väderdata från 23 har även jämförts med 23 års mätningar vid VViS stationen och dessa överensstämmer med ca ±1 mm vad gäller nederbördsmängd. Detta tyder på något mätfel vid VViS stationen i Torpshammar under sommaren 24. 35 25 lufttemp 3 lufttemp 4 15 Temperatur [C] 5-5dec feb mar maj jul aug okt nov jan -15-25 -35 Datum Figur 3.49. Lufttemperatur i Norrbottens län 23 och 24. 43

35, 25, lufttemp 3 lufttemp 4 15, Temperatur [C] 5, -5,dec feb mar maj jul aug okt nov jan -15, -25, -35, Datum Figur 3.5. Lufttemperatur i Västernorrlands län. 3 25 2 snö 23 snö 24 regn 23 regn 24 3 25 2 Snö [mm] 15 1 15 1 Regn [mm] 5 5 dec mar jul okt jan Datum Figur 3.51. Ackumulerad nederbördsmängd i form av snö och regn för Norrbottens län. 44

Snö [mm] 35 3 25 2 15 1 snö 23 snö 24 regn 23 regn 24 SMHI_regn 4 35 3 25 2 15 1 Regn [mm] 5 5 dec mar jul okt jan Datum Figur 3.52. Ackumulerad nederbördsmängd i form av snö och regn för Västernorrlands län. Vid samtliga sex vägar har grundvattenmätningar utförts i en sektion. I Figur 3.53. och 3.54. finns resultaten från dessa mätningar redovisade som avstånd under vägbanan. Mätningarna har utförts under barmarksperioden 24 vid vägarna i Norrbottens län och under perioden oktober - december 24 för Västernorrlands län. Enligt planeringen skulle även mätningarna i Västernorrlands län ha utförts under barmarksperioden men pga. missförstånd skedde inte detta. För den dåliga vägen i Västernorrlands län har ingen grundvattenyta kunnat uppmätas vilket innebär att den legat på ett större djup än 2.4 m under vägbanan, dvs. under det djup som grundvattenröret varit installerat till. Nivå under vägbana [m] jun-4 jul-4 aug-4 sep-4 okt-4,,25,5,75 1, 1,25 1,5 1,75 2, 2,25 2,5 BD772 BD763 BD766 Figur 3.53. Grundvattnets nivå under vägbanan, Norrbottens län. 45

Nivå under vägbana [m] sep-4 okt-4 nov-4 dec-4, Y35,5 Y529 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 Figur 3.54. Grundvattnets nivå under vägbanan, Västernorrlands län. 46

Diskussion 4. DISKUSSION Utifrån de studier som utförts, kan stora skillnader i uppbyggnad identifieras mellan vägarna. Små skillnader förekommer mellan vägar inom samma vägkategori, dvs. vägar utan restriktioner som representerar bra grusvägar, vägar med restriktioner vilka utgör exempel på dålig grusväg och övriga grusvägar. De stora skillnaderna noteras då vägar från olika kategorier jämförs. De övriga grusvägarna liknar mer de dåliga grusvägarna sett utifrån slit- och bärlagrets kornstorleksfördelning. Utifrån kärnborrningarna och provtagningarna har i de flesta fall en skillnad i materialsammansättning noterats på en nivå ca 15 cm under vägbanan. Enligt ATB Väg ska slitlagret ha en tjocklek på 5 cm vilket alltså inte motsvarar det översta lagret i vägarna. En förklaring till detta kan vara att kompletteringsgrusning successivt bygger upp vägen. En del av det material som läggs på körbanan trycks ner i vägkroppen av trafikbelastningen, medan en del transporteras från vägbanan mot dikena till följd av bland annat fordons acceleration och kurvtagning. En annan förklaring kan vara att en materialtransport sker i vägkroppen på grund av belastning av trafik och klimat. Detta kan orsaka blandning av material från olika lager genom uppfrysning av grövre material som t ex stenar, samt vid ytuppmjukning av vägbanan kring tjällossning. Detta förstärks i kombination med trafikering. Kärnborrningarna visar att de bra grusvägarna inte innehåller något, eller endast lite, organiskt material. I flera fall innehåller de bra vägarna en del grovt material som sten eller grovgrus. De dåliga grusvägarna innehåller organiskt material högre upp i vägkonstruktionen och vid ca 4 cm djup under vägbanan kan materialet helt och hållet bestå av organiskt material. Grovgrus och sten förekommer även i de dåliga vägarna. Resultaten från de övriga grusvägarna påminner mycket om resultaten från de vägar som karaktäriseras som dåliga. Vid jämförelser mellan provtagningsresultat från mätningarna i juni och september 23 och samma perioder 24 kan man konstatera att materialet inte visar på någon entydig tendens till att bli mer finkornigt med avseende på trafikering och tid. Differenserna i kornstorleksfördelning för materialet i del olika provpunkterna beror till del på heterogenitet i vägmaterialet, dvs. variationer i materialsammansättning i olika sektioner av vägen. En annan påverkande faktor är den nedbrytning 47

Diskussion av partiklar som sker kontinuerligt till följd av trafik- och klimatbelastning. Eftersom skillnaderna i kornstorleksfördelning är väldigt stora i många fall är det troligen heterogenitet som är den största orsaken till variationerna, och inte nedbrytning. För kategorin bra grusväg kan man konstatera att vägbyggnadsmaterialen i stort sett följer de angivelser som Vägverket ställt upp för grusmaterial för användning som slitlager. Materialen i grusslitlagren har från några % -enheter och upp till ca 15 % -enheter för lågt grusinnehåll. Bärlagret avviker för väg Y35 kraftigt från bestämmelserna i ATB Väg 23 vad gäller kornstorleksfördelning. Detta kan bero på att vägen åtgärdades under 22 med bland annat ett nytt grusslitlager. Det material som vid provtagningen definierats som bärlager kan därför bestå av det gamla slitlagret. Bärlagret för BD772 ligger inom angivna intervall för kornstorleksfördelning, enligt Vägverket 23. Kategorin dålig grusväg visar sig ha stora brister i kornstorlekssammansättning för grusmaterialet. Detta gäller i både slitlagret och bärlagret, men främst i bärlagret. Här saknas i vissa fall, eller påträffas i alldeles för liten mängd, den grusfraktion som kraven i ATB Väg 23 kräver. För bärlagret i väg BD763 förekommer även material större än 63 mm, vilket inte tillåts enligt kraven. De övriga vägarna har även de brister i kornstorleksfördelningen liknande de som noterats för de dåliga grusvägarna. Både bärlagren och slitlagren innehåller för mycket sand och för lite grusmaterial. Resultaten från densitetsbestämningarna visar på orimligt höga värden för mätningarna från 23, se t ex. Figur 3.13. Detta beror troligen på felaktig bestämning av volymen på provet i fält. Vid volymbestämningen användes mjuk plast från en sopsäck och vatten med given vikt före och efter provtagningen, se avsnitt 2.2. En felkälla kan vara att plastduken inte fyllt ut hålrummen i provgropen till fullo varpå volymen underskattats. En annan felkälla kan bestå i svårigheten att göra provtagningen i en punkt med horisontell vägyta. En lutande vägbana ger även det upphov till att volymen undervärderas då lägsta nivån på provgropens överkant avgör möjlig vattennivå i gropen. Vid volymbestämningen 24 har vattnet ersatts med sand och större prover har tagits. Större prov medför att felaktigheter i volymbestämningen inte har lika stor påverkan på resultaten av densitetsbestämningen. Detta har gjort att lägre, och mer rimliga, densiteter erhållits. Avståndet mellan vägbanan och grundvattenytan varierar ca 1.5 m mellan de olika vägarna i Norrbottens län. För vägarna i Norrbottens län kan inget samband noteras mellan den bra grusvägen, BD772, och den dåliga vägen, BD763. Därmed kan inte sägas att den sämre vägen skulle påverkas mer av grundvattnet pga. att detta ligger högre upp i vägkroppen. En hög grundvattenyta skulle ge ökade portryck och därmed minskade effektivspänningar, vilket bör ge en lägre bärighet. Men detta kan alltså inte noteras för de studerade vägarna. Vad gäller Västernorrlands län kan det noteras att grundvattenytan i mätpunkten vid den övriga vägen, Y529, ligger nära vägbanan, vilket återspeglas i en ofta spårig och skadad vägbana i denna sektion. I resultaten från provtagningen återspeglas grusvägskategorierna tydligt. De vägar där brister förekommer i kornfördelningen representeras av dåliga grusvägar, och en tydlig förbättring av vägbyggnadsmaterialet i jämförelse mot kraven i ATB Väg 23 kan noteras för bra grusvägar. 48

Referenser 5. REFERENSER Axelsson K. 1998. Introduktion till jordmekaniken jämte jordmaterialläran. Skrift 98:4. Avd. för Geoteknik. Luleå tekniska universitet. Luleå. Byggstandardiseringen. 1992. Svensk standard SS 2 71 23; Geotekniska provningsmetoder - Kornfördelning -Siktning. Standardiseringskommissionen i Sverige. Hedman I. och Zarghampour H. 22. Långtidsplanering för grusvägar inom Region Norr (Arbetsmaterial). Vägverket. Sayers M.W., Gillespie T.D. och Paterson W.D.O. 1986. Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements. Technical paper no. 46. World Bank. Washington D.C. ISSN: 253-7494. Stål T. 1972. Kornfördelning. Geotekniska laboratorieanvisningar del 4. Byggforskningens informationsblad B2:1972. Statens institut för byggnadsforskning. Stockholm. ISBN: 91-54- 224-7. Sällfors G. 1995. Geoteknik. Vasastadens Bokbinderi AB. Göteborg. Vägverket. 1996. Metodbeskrivning 16; Bedömning av grusväglag. Publ 1996:42. Vägverket. Vägverket. 1998. Metodbeskrivning 619; Bestämning av kornstorleksfördelning genom siktningsanalys. Publ 1998:68. Vägverket. Vägverket. 2. Metodbeskrivning 611; Provtagning av obundna material. Publ 2:16. Vägverket. Vägverket. 21. Effektsamband 2. Publ 21:77. Vägverket. Vägverket. 23. Allmänna tekniska beskrivningar, ATB Väg 23. Vägverket. 49

Bilaga A BILAGA A 51

Bilaga A Figur A.1. Foton från kärnprov väg BD772, sektion 1. Figur A.2. Foton från kärnprov väg BD772, sektion 2. 53

Bilaga A Figur A.3. Foto från kärnprov väg Y35, sektion 1a. Figur A.4. Foto från kärnprov väg Y35, sektion 1b. 54

Bilaga A Figur A.5. Foto från kärnprov väg Y35, sektion 2. Figur A.6. Foto från kärnprov väg Y35, sektion 3. 55

Bilaga A Figur A.7. Foto från kärnprov väg BD763, sektion 1. Figur A.8. Foto från kärnprov väg BD763, sektion 2. Figur A.9. Foto från kärnprov väg BD763, sektion 3. 56

Bilaga A Figur A.1. Foto från kärnprov väg Y586, sektion 1. Figur A.11. Foto från kärnprov väg Y586, sektion 2. 57

Bilaga A Figur A.12. Foto från kärnprov väg Y586, sektion 3. Figur A.13. Foto från kärnprov väg BD766, sektion 1. 58

Bilaga A Figur A.14. Foto från kärnprov väg BD766, sektion 2. Figur A.15. Foto från kärnprov väg BD766, sektion 3. 59

Bilaga A Figur A.16. Foto från kärnprov väg Y529, sektion 1. Figur A.17. Foto från kärnprov väg Y529, sektion 2. Figur A.18. Foto från kärnprov väg Y529, sektion 3. 6