VTT notat Utgivningsår: 1997 Titel: Projekt: Grusväg Bärförmåga, krav och verifikationsmetoder DELRAPPORT: Byggnadsrapport väg 671, Z län Författare: Kent Enkell och Håkan Arvidsson Programområde: Kretsloppsanpassade material Projektnummer: 60323 Projektnamn: Grus - Bärförmåga, krav och verifikationsmetoder Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: Fri Väg- och transportforskningsinstitutet
Förord Föreliggande rapport redovisar konstruktionen av 14 delsträckor på väg 671 i Z län. I rapporten beskrivs sträckornas uppbyggnad och arbetets utförande. Vid VTI har arbetet ingått i projektet Grusväg Bärförmåga krav och verifikationsmetoder som bekostas av Vägverket, avd Väg Proj ledare Karin Högström/ Hans Wirstam. Ett tack till Lars-Erik Holmström och Erik-Johan Nilsson, Vägverket, region Mitt, för deras medhjälp och assistans att utföra förstärkningsåtgärderna. Linköping december 1996 Hans G Johansson VTI notat 4-1997
Innehållsförteckning 1 2 2.1 3 3.1 4 5 5.1 5.2 6 Undersökningens syfte Läge Allmän beskrivning av provsträckorna Bergtäkt Materialundersökningar Byggnaüon Arbetsplan, Maskinförteckning Maskinförteckning : lnstrumentering Kostnader Sid GJN 010101 14 14 15 16
1 Undersökningens syfte Ett mål med projektet är att försöka halvera avstängningstiderna för grusvägar under tjällossningsperioden. Projektet Grusväg är därför inriktat på förstärkning. Av förundersökningen framgår var förstärkningsåtgärder behöver sättas in. Erhållna resultat av förundersökningen, VTI notat Nr 62-1996 Grusvägar Bärförmåga, krav och veriñkationsmetoder Delrapport: F örundersökningar, ligger till grund för åtgärder vad avser förstärkning, dränering m m. Resultaten från väg 671 kommer att följas upp och förhoppningsvis vara till hjälp vid dimensionering och förstärkning av grusvägar i framtiden. 2 Läge Väg 671 är belägen ca 3 mil väster om Östersund i Jämtlands län. Vägen går mellan Kuogsta och Kaxås. Delen Nordbyn till avtagsväg Andersbodarna har valts som provväg och hela sträckans längd är 6600 m. 2.1 Allmän beskrivning av provsträckorna Undergrundsjordarten består huvudsakligen av finkornig morän men det förekommer även delar där torv dominerar. Av förundersökningen framgår, att vägen saknar ett bärande grövre material och acceptabla diken. Närheten till berg, hög grundvattenyta och tjälfarligt undergrundsmaterial bidrar till att vägen deformeras kraftigt på vissa avsnitt (se VTI notat 62-1996: Förundersökningar). Provvägen har delats in i delsträckor med avseende på skador, undergrundsmaterial och alternativa förbättringsåtgärder, sträckornas längd varierar mellan 100-2250 m. Två generella åtgärder har utförts: inblandning av makadam 18-45 mm i befintligt grusslitlager samt påförande av ett 5 cm nytt grusslitlager på hela sträckan. Typsektion som valts har krönbredd 5,5 m, lutning vägslänt 1:2, bombering 3 % skevning 3 %. Tabell 1 Övriga åtgärder väg 671 Sträckindelning Dränering Förstärkning Undergrundsjordart Provsträcka 1 diken 2 80 cm sale Si mn / sa Gr Mn 6/460-6/710 Provsträcka 2 diken 2 80 cm sa Le Mn 6/710-6/860 Provsträcka 3 rensa diken 20 cm bärlager 0-50 mm le Si / si Le 6/860-7/460 fiberduk (bruksklass 3) Provsträcka 4 rensa diken 7/460-7/860 Provsträcka 5A diken 2 80 cm 10 cm bärlager 0-50 mm 7/860-8/060 fiberduk (bruksklass 3) Provsträcka 5 B diken 2 80 cm 10 Om bärlager 0-50 mm sa gr Si Mn 8/060-8/260 Provsträcka 6 rensa diken gr le Mn 8/260-8/460 VTI notat 4-1997 5
Sträckindelning Dränering Förstärkning Undergrundsj ordart Provsträcka 7 8/460-8/560 Provssträcka 8 8/560-10/710 Provsträcka 9 10/710-10/910 Provsträcka 10 10/910-11/260 Provsträcka 11A 11/260-11/485 Provsträcka llb 11/485-11/710 Provsträcka 12 11/710-12/160 Provsträcka 13 12/160-12/310 diken 2100 cm rensa diken diken 2 80 cm rensa diken 20 cm bärlager 0-50 mm fiberduk (bruksklass 3) diken _>_ 80 cm 10 cm bärlager 0-50 mm dike 2 80 cm rensa diken dikenz 100 cm 10 cm bärlager 0-50 mm fiberduk (bruksklass 3) 10 cm bärlager Sa le Mn Torv på Finkornig Mn si Le Mn gr Le Mn sa Le Mn torv på sa Le Mn Provsträcka 14 12/310-12/640 diken 35 cm under ny terrass 30 cm först.1ager fiberduk (bruksklass 3) 10 cm Bärlager 0-50 mm VTI notat 4-1997
3 Bergtäkt En tidigare mindre öppnad bergtäkt, Landverksflon, ungefär mitt på provvägen, och cirka 1 km från Väglinjen har använts för materialtillverkning. Denna utfördes av JÄMTFRAKT. Material som framtagits är grusslitlager 0-18 mm, makadam 18-45 mm, bärlager 0-50 mm samt förstärkningslager 0-100 mm. För att höja finjordshalten i grusslitlagret till godkänd andel enligt VAG 94 tillsattes ett siltigt sediment. Figur 1 Bergtäkt. F0t0 Karin Högström. Figur 2 Krossanläggning och sorteringsverk. F0t0 Karin Högström. VTI notat 4-1997 7
3.1 Materialundersökningar Laboratorieanalyser har utförts för produktions- och mottagningskontroll av vägbyggnadsmaterialet. Laboratorieanalyserna har utförts av VV Konsult, laboratoriet i Brunflo. Analyserna har gjorts för att bestämma kornstorleksfördelning och kulkvarnsvärde. 100 90 80 E 70 3: c 60 :M E 0 50 '0 C'8 40 0 (D 8 30 L 20 10 0 0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 31,5 50 63 100 200 Kornstorlek imm Figur 3 Kornkarva A: Befintligt grasslitlager med inblandning av makadam 18-45 mm. Kornkarva B: 18-45 mm för inblandning i befintligt grasslitlager. 100 90 Grusslitlager, väg 671 80 g 70 'U 2* 60 :G E 0 50 'D EE 40 0 (n g 30 D. 20 10 0 0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 31,5 50 63 100 200 Kornstorlek imm Figur 4 T1, T2: Produktionskantroll av grasslitlager C: Levererat grasslitlager provtagningsla'ge 6/960 8 VTI notat 4-1997
Bärlager, väg 671 100 90 80 g 70 3 C 60 :(5 E :1) - 50 'C C8 40 0 (D 3 30 E 20 10 0 0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,216 31,5 50 63 100 200 Kornstorlek i mm Figur 5 T1, T2: Produktionskontroll av bärlager D. Levererar bärlager provtagningsläge 7/410 Förstärkningslager, väg 671 100 90 80 E 70 3 c 60 :G E 0 50 '0 C8 40 0 (D '<3 30 _0_ 20 10 0 H",,_2 _, n,, i iii_,i 0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5.6 8 11,216 31,5 50 63 100 200 I Kornstorlek imm Figur: 6 T1: Prøduktionskontroll av förstärkningslager E: Levereratförstärkningslager provtagningsläge 12/450 Övriga materialbestämningar från bergtäkten Landverksflon: kulkvarnsvärde: 6,7 enligt FAS Metod 259-95, kompaktdensitet: 2,70 enligt FAS Metod 208-79, flisighet: 1,36 enligt FAS Met0d 209-95. VTI notat 4-1997 9
4 Byggnaüon Entreprenad: Obj 352870 Provväg 671, Kougsta-Kaxås. Entreprenör: Sven Karlsson Entr. AB, Östersund Byggledare: Göran Larsson VMbdÖ Arbetet påbörjades under september 1995 med dikesrensning, fördjupning av diken, trummläggning, upptagning av sten, dränering av källa i vägkroppen samt uppjustering av befintlig vägyta. För att ge vägen ett grövre skelett inblandades makadam 18-45 mm i befintligt grusslitlager inom sträckan 6/460-12/300. Grusslitlagret hyvlades 7-8 cm och placerades i strängar vid vänster och höger vägkant. Makadam spreds ut på vägbanan med lastbil till en tjocklek av 5 cm (figur 7). Grusslitlagret och material 18-45 drogs in med väghyvel och lades i en sträng i vägmitt (figur 8). Materialet blandades och sorterades med en skopa monterad på en hjullastare (figur 9 0. 10). Inblandningskapaciten var ca 100 meter per timme. Inblandningen försvårades dock på grund av att materialsträngen i vägmitt trycktes till och jämnades ut av trafiken. Efter avslutad inblandning och bortsortering av grövre sten justerades vägbanan med väghyvel och vältades med vibrovält. Figur 7 Grusslitlagret i strängar vid väg/cant med utspridd makadam. Fom Karin Högström. 10 VTI notat 4-1997
Figur 8 Indragning av grasslitlager i makadam. F0t0 Karin Högström. Figur9 Materialet blandas och sorteras med en skopa manterad på en hjullastare. Foto Karin Högström.. VTI notat 4-1997 ll
Figur 10 Blandningsskopan med roterande valsar. F0t0 Jörgen Svensson. Efter den allmänna åtgärden att blanda in makadam i befintligt grusslitlager byggdes delsträckorna ( l-l3) enligt kap 2.1. På delsträeka 14 (12/310-12/640), där en mer omfattande åtgärd utfördes, schaktades underliggande lager av torv bort och befintligt grusslitlager återanvändes till nytt terrassmaterial. Fiberduk (bruksklass 3) användes som materialskiljande lager på terrassen (figur 11). 12 VTI notat 4-1997
Figur 11 Delsträcka 14 under uppbyggnad. F0t0 Karin Högström. Därefter byggdes sträckan med 30 cm förstärkningslager (0100 mm) bärlager 10 cm (0-50 mm). Materialen breddes ut med hjullastare och justerades med väghyvel. Packning av bär- och förstärkningslager utfördes med 8 tons vibrovält. Nytt grusslitlager spreds ut med lastbil, justerades med väghyvel och packades med vibrovält till nominell lagertjocklek 5 cm. Bergsprängning i diken påbörjades vecka' 49. I övrigt förekom ingen verksamhet under vintern. Kvarstående arbeten som bergschakt i diken, justering av ytter- och innerslänter samt slutjustering av slitlager och krönbredd utfördes under våren 1996. Dammbindning av grusslitlagret utfördes under juni månad. Kalciumklorid (CaClz) användes mellan sektion 6/460-10/000 och Listab (lignin) användes från sektion 10/000 till 12/640. - ' Slutbesiktningen av vägen utfördes under juni månad 1996. VTI notat 4-1997 13
I 5 Arbetsplan, Maskinförteckning Provväg tidsplan Vecka nr 40 41 42 43 44 45 Uppjustering befintlig väg --- Dikning Inblandning av 18-45 mm Urgrävning 12/310-12/640 Trummor Upptagning sten Bergschakt dike Utdränering källa Förstärkningslager 0-100 mm Bärlager 0-50 mm Slitlager 0-18 mm Slutjustering 5.1 Maskinförteckning : Grävmaskin: Åkerman H14 alternativt Åkerman H7 Grävmaskin: Liebherr alternativt Caterpillar 215B SA Väghyvel: Caterpillar Hjullastare: Komatsu WA180 Vibrovält: 8 ton Blandningsskopa: Ideachip Oy HOLLOLA Personal: 1 byggledare + 7 man 14 VTI notat 4-1997
5.2 Instrumentering Vid slutet av delsträcka 14 vid avtagsv'agen mot Andersbodarna har en VVIS station etablerats. M'atstatiönen registrerar bl.a. tj äldjup och temperatur. För uppföljning av förändringar i grundvattennivån har 5 st rör slagits ner. De sitter ca 1 m bakom ytterslänt. Tabell 2 Sektion 6/660 8/060 10/810 1 1/560 12/560 Grundvattenrör Provsträcka Rörtopp Håldjup Jordart 1 4,0 m 3,1 m berg? 5 3,5 m 2,9 m berg? 9 4,0 m 3,2 m? 11 2,0 m 1,60 rn berg? 14 2,0 m 1,2 m berg För utmärkning av provsträckorna har skyltar satts upp i början av varje sträcka. Skyltarna beskriver kortfattat sträckornas längd och uppbyggnad. Figur 12 Efter åtgärd. Provstrá'cka 5, sektion 8/060 med grundvattenrör till vänster. Foto Jörgen Svensson. VTI notat 4-1997 15
6 Kostnader Tabell 3 Spec.för uttagsräkning väg 671 Sektion 6/100-12/700 6/5007 12/350 6/500-12/350 12/350-12/700 12/350-12/700 6/500-12/700 6/100-6/500 Åtgärd Uppjustering befintlig Vägyta Inblandning makadam Justering och vältning Förstärkningslager Fiberduk Bärlager 0-50 mm 10 cm Bärlager 0-50 mm 20 cm Dikesrensning Dikning 80 cm. Dikning loocm Urgrävning Trummor ø 500mm Sidotrummor ø 300 mm Upptagning sten < 2 m3 Bergschakt i dike Utdränering källa Slitlager 0-18 mm 5 cm Slitlager 0-18, 100 m3/km Mängd 6.600 m 36.000 m2 36.000 m2 735 m3 10.200 m2 7.200 m2 4.800 m2 5.100 m 2.550 m 1.400 m 1.500 m3 60 m 150m 25 st 50 m3 37.500 m2 Totalsumma Kostnad 22.176 kr 414.000 kr 60.480 kr 113.925 kr 71.400 kr 135.936 kr 157.008 kr 61.200 kr 45.900 kr 28.000 kr 50.100 kr 21.000 kr 37.500 kr 7.500 kr 20.000 kr 3.000 kr 375.750 kr 6.000 kr 1.630.875 kr 16 VTI notat 4-1997