Förbättring av vägar genom stabilisering med bitumenemulsion, skummat bitumen och cement

VTI notat 29 2001 VTI notat 29-2001 Förbättring av vägar genom stabilisering med bitumenemulsion, skummat bitumen och cement Uppföljning av två objekt i D- och U-län Författare FoU-enhet Projektnummer 60540 Projektnamn Uppdragsgivare Distribution Torbjörn Jacobson och Fredrik Hornwall Väg- och banteknik Kall återvinning på plats Vägverket, Region Mälardalen Fri Foto: Torbjörn Jacobson, VTI

FÖRORD Intresset för återvinning genom markinblandningsmetoder har ökat på senare tid och inom Region Mälardalen har ett flertal olika produktionsmetoder testats inom detta område. Exempel på metoder är emulsions- och skumstabilisering där inblandningen av bindemedel i befintliga material sker med hjälp av moderna djupfräsar. Denna undersökning har finansierats av Vägverket, Region Mälardalen. Kontaktmän har varit Tord-Inge Eriksson, Gunnar Carlkvist och Ulf Söderberg. Från VTIs sida har Torbjörn Jacobson varit projektledare medan Fredrik Hornwall medverkat vid utförandet, labprovningen och sammanställningen av rapporten. Tidigare rapportering inom projektet är VTI notat 85-1998 och 47-2000. Linköping i april 2001, Torbjörn Jacobson VTI notat 29-2001

INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING... 5 STABILISERING MED BITUMEN - ALLMÄNT... 7 SKUMSTABILISERING PÅ VÄG D677, SÖDERMANLAND... 10 INLEDNING... 10 UPPFÖLJNING... 10 BORRKÄRNOR... 11 BESIKTNING... 11 RST-MÄTNING... 12 FALLVIKTSMÄTNING... 14 SAMMANFATTANDE KOMMENTARER... 16 STABILISERING/REMIXING MED BITUMENEMULSION OCH TILLSATS AV CEMENT, VÄG U256, NORBERG - SALA... 18 INLEDNING... 18 BESKRIVNING AV FÖRSÖKSSTRÄCKOR... 18 BORRKÄRNOR... 19 BESIKTNING... 26 RST-MÄTNING... 28 FALLVIKTSMÄTNING... 29 SAMMANFATTANDE KOMMENTARER... 33 LITTERATUR... 35 Bilagor: 1. RST-mätning vid D677, hösten 2000 2. Fallviktsmätning vid D677, hösten 2000 3. Undersökning av borrkärnor, U256, hösten 2000 4. RST-mätning vid U256, hösten 2000 5. Fallviktsmätning vid U256, hösten 2000 VTI notat 29-2001

Förbättring av vägar genom stabilisering med bitumenemulsion, skummat bitumen och cement Uppföljning av två objekt i D- och U-län av Torbjörn Jacobson Väg- och transportforskningsinstitutet, VTI 581 95 Linköping Sammanfattning Två stabiliseringsmetoder under uppföljning Kalla markinblandningsmetoder har en stark miljö- och återvinningsprofil. Materialet behöver inte värmas, befintliga material tas till vara och slipper mellanlagras, transportbehovet av nya vägmaterial är litet och tekniken passar bra för objekt långt från asfaltverk. En förutsättning för ett bra resultat är att befintligt stenmaterial har en någorlunda lämplig och homogen sammansättning. I samband med förbättring och förstärkning av två vägar inom Region Mälardalen utfördes provvägsförsök med inblandning av skummat bitumen i det ena fallet och kombinationen av emulsion och cement eller enbart emulsion i det andra fallet. Vid åtgärderna användes moderna djupfräsar (två olika) med bra styrutrustning för bindemedelsspridning och nivåjustering. Basbitumenet utgjordes av kvalitet 330/430 enligt specifikationerna i ATB VÄG. I viss utsträckning inblandades också makadam. Följande provvägar ingår i undersökningen: Skumstabilisering på väg D677, Bie Flodafors, Södermanland (4 sträckor) Emulsion + cement på väg U256, Norberg Sala, Västmanland (5 sträckor) Variabler är undergrundsförhållanden, makadaminblandning, lagertjocklekar samt mängden inblandad cement. Vid D677 var det stabiliserade materialet sandigt och relativt finmaterialrikt med låg andel av asfaltinslag. Vid U256 var andelen asfaltmaterial hög (ca 50%) samtidigt som det obundna materialet var finkornigt med relativ hög finmaterialhalt. Provvägarna har följts upp under några år med avseende på utveckling av spår, jämnhet, bärighet, skador på vägen samt egenskaper hos stabiliserat lager. Skumstabilisering på väg D677, Bie - Flodafors Vid detta försök (en förstärkningsåtgärd) från 1998 stabiliserades befintligt bärlagermaterial med sandöverskott samt slitlager av ytbehandling genom inblandning av skummat bitumen och på vissa sträckor även makadam. Efter några veckors trafik ytbehandlades det stabiliserade lagret. På så sätt fick stabiliseringen ligga en tid och torka ut innan ytan täcktes och skyddades med ett tunt beläggningslager. Bärigheten (styvheten i åtgärdat lager) var till en början låg samtidigt som vägen erhöll en efterpackning på 5-8 mm och vissa ojämnheter. Inga borrkärnor gick att få upp. Efter ett års trafik lades det slutgiltiga slitlagret av massabeläggning (ABT). På så sätt fick det stabiliserade lagret ligga till sig och VTI notat 29-2001 5

hårdna till samtidigt som initial (efterpackning) spårbildning och vissa ojämnheter kunde åtgärdas genom det nya slitlagret. På den färdiga konstruktionen har hittills inga skador observerats och spårbildning varit liten. Bärigheten har med tiden också blivit bättre, dels genom påförandet av ABT och dels genom en fortsatt härdning av stabiliserat bitumenbundet bärlager. Skillnaderna mellan de olika sträckorna har hittills var förhållandevis små men det bästa resultatet uppvisar sträckorna som har bra undergrundmaterial. Emulsionsstabilisering (med tillsats av cement) på väg U256, Norberg - Sala Vid detta försök (ett förstärkningsobjekt) från 1999 stabiliserades befintlig asfaltbeläggning (50%) och bärlagermaterial (50%) genom inblandning av bitumenemulsion. På några sträckor inblandades en mindre giva cement i kombination med emulsion. Efter någon månads trafik lades ett justeringslager med massabeläggning som fick ligga tills sommaren 2000 då slitlagret som bestod av ABT16/B180 lades. Även i detta fall fick stabiliserat lager ligga i nästan ett år innan vägen belades med slitlagret. Det är ännu för tidigt med mer långtgående slutsatser från försöket men uppföljningen hittills visar att cementinblandningen verkar ha varit effektiv ur bärighetssynpunkt. Krökningsradien låg enligt den senaste fallviktsmätningen från hösten 2000 markant större för de cementinblandade sträckorna jämfört med referenserna utan cement. Sträckorna med inblandning av enbart emulsion hade dock erhållit en bättre utveckling de senaste året. Samtliga sträckor har sedan vägen färdigställdes erhållit liten spårutveckling och samtidigt en bra bärighetshöjning. Enligt analys på borrkärnorna av de mekaniska egenskaperna var skillnaderna inte lika stora vid provtagningen 2000 som året innan men i de flesta erhölls något bättre beständighet och högre hållfasthet genom tillsatsen av cement. Provvägarna kommer även att följas upp under 2001, bland annat för att studera en eventuell fortsatt bärighetsutveckling hos de kalltillverkade bituminösa bärlagermaterialen. 6 VTI notat 29-2001

Stabilisering med bitumen allmänt Bitumenstabilisering kan antingen ske genom infräsning av emulsion eller skummad bitumen i vägmaterial. Både teknikerna förekommer i Norge och Finland medan emulsion varit dominerande i Sverige även om skumtekniken då och då förekommit och blivit vanligare på senare år. Stabilisering med skummad bitumen anses ha fördelaktigare pris än emulsion och även vara lämpligare för finkorniga material. Skummat bitumen får en stor kontaktyta mot stenmaterialet (främst finmaterialet) och på så sätt kan en homogen blandning erhållas även vid högre finmaterialhalter (material <0,074 mm). Om finmaterialhalten är för stor (>20%) kan dock materialet, även vid skumstabilisering, få alltför dålig vattenresistens. Inblandning av en mindre mängd cement förbättrar materialets resistens mot vatten och i viss mån styvhet och stabilitet. Vid hög finmaterialhalt eller sandig korngradering kan också makadam inblandas. Olika metoder för bitumenstabilisering stabilisering med bitumenemulsion, lämplig finmaterialhalt 5 15 % stabilisering med skummad bitumen, lämplig finmaterialhalt 5 20 % lämplig restbitumenhalt: 2 5 % tillsats av 1 2 % cement tillsats av makadam och vatten stabilisering av obundna material stabilisering av asfaltbundna material stabilisering av blandning av obundna och bundna material Stabiliseringstekniken innebär att befintligt asfalt- eller bärlagermaterial förbättras genom inblandning av bitumen och ibland nytt stenmaterial. På så sätt binds en del av finmaterialet i det obundna materialet, vilket minskar vattenkänsligheten. Vid högre bindemedelsinblandning (3 4%) brukar materialet med tiden binda ihop och likna bundet bärlager. Kalla markinblandningsmetoder har en stark miljö och återvinningsprofil. Materialet behöver inte värmas, befintliga material tas till vara och slipper mellanlagras, transportbehovet av nya vägmaterial är litet och tekniken passar bra för objekt långt från asfaltverk. En förutsättning för ett bra resultat är att befintligt stenmaterial har en någorlunda lämplig och homogen sammansättning samt att inte större stenar ligger inom önskvärt fräsdjup (kan skada utrustningen). Om förstärkningen av vägen i sin helhet skall lyckas får inte underliggande lager eller dränering vara alltför dåliga. I sådana fall krävs kraftfullare insatser än enbart stabilisering av de övre 10 15 cm av befintligt material samt ett nytt slitlager. Skummad bitumen Skummad bitumen innehåller ca 2% vatten medan resten utgörs av bitumen. Skummets volym kan bli upp till 20 gånger större än rent bitumen men volymen avtar snabbt med tiden under blandningsprocessen. Temperaturen på bitumenet och vattenmängden inverkar på skummets volym. VTI notat 29-2001 7

Bitumenemulsion Bitumen eller bitumenblandning emulgerad i vattenfas möjliggör hantering av massa vid lägre temperatur. Förutom bitumen innehåller emulsion alltid vatten samt mindre mängder av syra, salt och emulgatorer av amintyp. Bitumenemulsioner kan vara baserade på mjukare eller hårdare bitumen. Andelen bitumen ligger på 60-67 %. Andelen bitumen i emulsionen framgår av typsiffran efter förkortningen (BE60M/2 000). Den följande bokstaven anger hur snabbt emulsionen bryter (R=raskt, M=medel, S=sakta) medan de sista siffrorna anger viskositeten på basbitumenet. En sammanställning över de viktigaste för- och nackdelarna vid stabilisering Fördelar Mycket resurssnål teknik som tar till vara befintliga material Materialen behöver inte värmas upp Lämplig metod för glesbygd Profilhöjningen av vägen blir minimal Kan trafikeras omedelbart efter packning Nackdelar Större variationer i materialsammansättning än vid nytillverkning Markinblandningsutrustningar har haft svårigheter att homogent fördela och blanda in bindemedlet men med nyare utrustningar har detta problem minskat Kan vara svårt att uppnå föreskriven lagertjocklek, t.ex. på grund av stora stenar som stör maskinen eller brist på lämpliga material. En ordentlig förundersökning av den gamla vägen är därför nödvändig. Vid behov kan nytt stenmaterial behöva tillsättas. Figur 1 Principskiss över arbetsgången vid stabilisering (källa: Wirtgen). 8 VTI notat 29-2001

Figur 2 Principen för skumning av bitumen (källa: Wirtgen) VTI notat 29-2001 9

Skumstabilisering på väg D677, Södermanland Inledning I samband med förstärkning av väg D677, delen Bie Flodafors, 1998, valde Vägverket, Region Mälardalen, stabilisering med skummad bitumen som åtgärd. Vägen var bitvis smal med alléer, varför inte traditionella påbyggnadsåtgärder ansågs lämpliga eftersom man ville undvika en alltför stor profilhöjning av vägen. Vägen går i varierande, kuperad terräng (både skog och åker) med olika typer av undergrund. Vägbredden varierar och är på sina håll förhållandevis smal. ÅDT ligger på ca 400 fordon per dygn. Innan åtgärd uppvisade den gamla vägen bärighetsskador i varierande grad. Spårbildning, krackeleringar samt slaghål förekom här och var men vägen var inte alltför nedbruten och bärigheten bedömdes inte vara extremt dålig. Slitlagret utgjordes av ytbehandling med bitvisa förseglingar. För skumstabiliseringen ansvarade MASAB som för arbetet hade hyrt in en norsk djupfräs (även norsk personal). Fräsen var modern med bra styrutrustning för bindemedelsspridning (20 munstycken för bitumen) och nivåjustering. Bindemedlet utgjordes av B370 med tillsats av flytande vidhäftningsmedel (amin). För att mjuka upp materialet och underlätta omblandningen samt packningen spreds vatten innan och efter fräsningen. I ett första steg torrfrästes (homogeniserades) materialet (10 15cm). Syftet var att det gamla vägmaterialet skulle omblandas och luckras upp. I ett andra steg inblandades det nya bindemedlet genom en förnyad fräsning. Fräshastigheten var ca 29 m per minut. Arbetsreceptet riktades mot en inblandning av 2,5 3,0% bitumen räknat på torrt material. I bindemedlet tillsattes 0,5% amin. Där finmaterialhalten enligt förprovningen låg högt eller fräsdjupet på grund rötter från allén måste minskas (10 cm) tillsattes även makadam. Uppföljning Provningsprogram För att studera effekten av skuminblandning och även jämföra resultatet mot den mer inarbetade emulsionstekniken har VTI följt upp åtgärderna på väg D677 enligt följande: ett antal kontrollsträckor med varierande förhållanden valdes ut dokumentation av utförande kvalitetskontroll vid utförandet (bindemedelshalt, kornkurva, bitumenprov) långsiktig uppföljning genom RST-mätning, fallviktsmätning, analys av borrkärnor och okulär besiktning Kontrollsträckor Valet av kontrollsträckor beaktade att undergrunden varierade mellan sandigt material (grusås, skog) och sedimentära jordarter (åkrar) samt att det bitvis inblandades makadam. En annan faktor som beaktades var att fräsdjupet varierade 10 VTI notat 29-2001

mellan 10 och 15 cm beroende på förekomst av större stenar i underliggande lager och hänsyn till intilligande alléer (rötter). Följande kontrollsträckor valdes ut: 1. Undergrund: sand. Bindemedelsmängd: 7 l/m 2, fräsdjup: 10 cm. 2. Undergrund: sand. Bindemedelsmängd: 8 l/m 2, Makadaminblandning: 0 18 mm (ca 3cm), fräsning: 15 cm. 3. Undergrund: sediment. Bindemedelsmängd: 8 l/m 2, fräsdjup: 10 cm. 4. Undergrund: sediment. Bindemedelsmängd: 9 l/m 2, tillsats av makadam: 8 22 mm (3cm), fräsdjup: 15 cm. Sträckorna är vardera 400 m långa. Utförandet av objektet och uppföljningarna fram till och med hösten 1999 finns beskrivna i VTI notat 85-1998 och 47-2000. Denna rapport behandlar uppföljningarna under 2000. Borrkärnor Under sensommaren 1999 genomfördes en provborrning på de olika sträckorna. Borrkärnor med diametern 100 mm togs från sträckorna 2 4 och tanken var att de skulle analyseras med avseende på sammansättning och mekaniska egenskaper. Vid borrningen erhölls dock inga hela, provningsbara borrkärnor från någon av de provsektioner som valdes ut. Under 2000 gjordes ingen förnyad provborrning. Besiktning En tid efter stabiliseringen ytbehandlades vägen med Y1B 8 11 mm. Under utförandet och första tiden efter var ytan delvis mjuk och instabil, speciellt där finmaterialhalten och fuktinnehållet var högt. Efter det ytbehandlingen påförts observerades en del slaghål och lokala spår samt krackeleringar. Ytorna i skogen (fuktigare) såg generellt sämre ut än de som låg i öppen terräng. Den här typen av material som är svårpackade och förutom bindemedel även innehåller vatten behöver en tids trafik innan de hårdnar och sätter sig. Vid besiktningen i september 1998 såg vägen bättre ut. De slaghål som observerats vid tidigare besiktning var åtgärdade. Fortfarande förekom en del antydningar till slaghål och viss spårbildning nära kanterna på vissa ställen. (främst på den del som låg i skogen). VTI notat 29-2001 11

Bild 1 Tendenser till slaghål vid besiktning i september 1998. Bild 2 Spårbildning nära vägkanten i september 1998. Under sommaren 1999 belades vägen med ett slitlager av typen ABT16/B180. Efter åtgärden med det nya slitlagret har inga skillnader mellan de olika försökssträckorna (eller övriga objektet) konstaterats okulärt. Observationer av objektet har utförts vid ett flertal tillfällen (vid mätningar och besiktning) under 1999 och 2000. RST-mätning Under höstarna 1998, 1999 och 2000 har kontrollsträckorna följts upp genom RST-mätning. Vid mättillfället 1998 var vägen delvis kraftigt nedsmutsad med lera från lantbruksmaskiner och resultaten måste därför tas med en viss försiktighet. Vid mätningen 1999 var objektet åtgärdat med nytt slitlager. En sammanställning över enskilda mätresultat från samtliga mätningar redovisas i figurerna nedan. Enskilda mätresultat från mätningen 2000 framgår av bilaga 1. 12 VTI notat 29-2001

5,0 4,5 4,0 1998 1999 2000 Jämnhet-IRI (mm/m) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 1998 3,24 3,12 3,50 2,93 1999 1,18 1,16 1,36 1,35 2000 1,24 1,20 1,55 1,21 Figur 3 Jämnheten - IRI före resp. efter åtgärd (nytt slitlager) för de olika sträckorna höstarna 1998, 1999 och 2000. 10,0 9,0 8,0 1998 1999 2000 7,0 Spårdjup (mm) 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 1998 5,2 5,2 7,2 7,8 1999 0,7 1,5 1,2 1,3 2000 0,8 1,9 1,9 1,1 Figur 4 Spårdjupet enligt RST före resp. efter åtgärd (nytt slitlager) för de olika sträckorna höstarna 1998, 1999 och 2000. Kommentarer IRI-värdena låg överlag på relativt höga nivåer vid mätningen 1998 (2,9 3,5 mm). Det bör dock påpekas att vägen vid tillfället för mätningen var kraftigt nedsmutsad av lera som kan ha påverkat jämnhetsmätningen. Vid mätningen 1999 erhölls betydligt bättre värden på jämnheten beroende på att vägen belades med massabeläggning. IRI-värden mellan 1,2 1,4 mm/m uppmättes vid mätningen 1999. Vid den förnyade mätningen hösten 2000 var värdena i stort oförändrade. VTI notat 29-2001 13

Spårbildningen som var förhållandevis stor det första året, beror sannolikt på efterpackningen. Tidigare erfarenheter har visat att stabiliserade lager (med tjockleken 10-15cm) under första året erhåller en efterpackning på upp mot 5 mm. Därefter brukar spårbildningen vara måttlig med högst en millimeter per år (ibland mindre). I detta fall låg efterpackningen på 5-8 mm beroende på sträcka. Efter det slitlagret påfördes har spårtillväxten varit mycket låg och mindre än en millimeter per år. Skillnaden mellan sträckorna är också liten med ungefär samma spårdjup för sträckorna med sedimentär undergrund som de med sand. Fallviktsmätning Fallviktsresultaten redovisas dels i form av krökningsradien, R, dels genom deflektionen D60. R beskriver påkänningarna i de övre lagren, i detta fall det stabiliserade lagret och slitlagret, och kan sägas vara en indikation på vägens förmåga att motstå deformationer och sprickbildning. R har beräknats från deflektionerna D0 och D30. Formeln för R är följande: 2 r R = 10 D0 2 D0 1 Dr 3 där R = krökningsradien (m) r = radien (mm) D0 = deflektionen i centrum (mm) Dr = deflektionen vid avståndet r från centrum (mm) För att beskriva undergrundens bärighet har deflektionen, D60 valts. Vid tunnare konstruktioner anses D60 vara ett mått på undergrundens bärighet. Vid jämförelser i fält är det viktigt att få en uppfattning om det mellan sträckorna föreligger eventuella skillnader i undergrundens bärighet. De måste i så fall beaktas vid utvärderingen. Under hösten 1998, sommaren 1999 och hösten 2000 har kontrollsträckorna mätts med fallvikt. Fallviktsmätningen omfattar per sträcka 10 mätpunkter i vardera körriktningen (sammanlagt 20 mätpunkter). Temperaturen i beläggningen vid mättillfället 1998 var +5 7 C medan det vid mätningen 1999 var mycket varmt i beläggningen med temperaturer över +30 C (nästan för varmt för mätning men i detta fall är bindemedelsinnehållet lågt). Mätningen 1999 genomfördes innan påförandet av den nya slitlagerbeläggningen. Vid mätningen hösten 2000 var beläggningstemperaturen +15 17 C. För att kunna jämföra mätningarna har krökningsradien korrigerats till +10 C. I figurerna 5 och 6 redovisas medelvärdena från mätningarna. Enskilda mätresultat från mätningen 2000 redovisas i bilaga 2. Vid mätningen från 2000 var slitlagret av massabeläggning lagt. De övriga mätningarna gjordes på stabiliseringen med ytbehandling. 14 VTI notat 29-2001

140 120 Krökningsradie- R, m 100 80 60 40 1998 1999 2000 20 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 1998 56 62 45 57 1999 71 77 64 73 2000 100 105 87 96 Figur 5 Krökningsradien, R, 1998, 1999 och 2000. 400 350 Deflektionen D60, µm 300 250 200 150 100 1998 1999 2000 50 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 1998 139 237 327 286 1999 130 205 287 261 2000 131 178 249 234 Figur 6 Deflektionen,D60, 1998, 1999 och 2000. Kommentarer Fallviktsmätningen från 1999 visade att krökningsradien (R-värdet) ökat med 23-40% sedan hösten 1998, dvs. de övre lagren hade blivit något styvare. Fortfarande låg dock värdena på relativt låga nivåer (65 75 m). Skillnaderna mellan de fyra sträckorna var också liten. Efter det slitlagret av ABT lagts hamnade R på 87 105 m med de högsta värdena för sträckorna med bättre undergrund (sand). VTI notat 29-2001 15

De tre mätningarna visar att bärigheten (styvheten) i det övre lagret har ökat med tiden genom trafikens efterpackning och av det nya slitlagret av varmtillverkad massa. En fortsatt förstyvning (härdning) av det stabiliserade lagret kan förväntas men beroende på materialets sandiga sammansättning kommer inte lika höga värden att uppnås som vid de tidigare emulsionsstabiliseringarna i region Mälardalen. De vägar som emulsionsstabiliserades 1995 (och som belades med ABT) hamnade efter ett års trafik mellan 90 180 m. Med tiden har krökningsradien ökat för dessa vägar och låg enligt mätningarna från 2000 mellan 200-270 m. Deflektionen, D60, som främst beskriver påkänningarna på de undre lagren samt undergrunden, låg vid mätningen från 2000 mellan 0,13 mm för str. 1 och 0,25 mm för str. 3. Det innebär att spridningen mellan sträckorna är relativt stor men spridningen inom sträckorna kan också vara stor (standardavvikelser mellan 0,03 0,06 mm). D60-värden mindre än 0,20 mm anses indikera bra undergrundsförhållanden medan D60-värden över 0,30 mm indikerar sämre bärighet. Som väntat erhöll sträcka 1 bäst bärighet (D60 0,13 mm), vilket förklaras av att sträckan ligger på mark med till synes bärigt material (på grus/sandås). Sträcka 2 som har varierande markförhållanden (både sand/grus och åker) erhöll högre (sämre) D60-värden. Sträckorna 3 och 4 som erhåller de högsta (sämsta) D60- värderna ligger huvudsakligen på åkermark med sedimentära jordarter (lera), vilket ur bärighetssynpunkt innebär sämre värden. Om fallviktsmätningen hade gjorts under senvåren skulle skillnaderna sannolikt blivit större. Sammanfattande kommentarer RST-mätningen 1998, vilken utfördes på ytbehandlad yta, visade på relativt höga IRI-värden men mätningen stördes delvis av lerspill på vägen. Spårbildningen hösten 1998 låg på 5-8 mm, beroende på en förhållandevis stor efterpackning (dock ej onormal). En anledning till detta är den ogynnsamma materialsammansättningen men även att andelen rundade korn ofta är hög i äldre bär- och förstärkningslager. Den här typen av omblandade material är också svårpackade som den uppkomna spårbildningen initialt tyder på men materialet packar till sig med tiden och därigenom kommer bärigheten (styvheten) och stabiliteten att öka. Packningen försvåras också om underlaget fjädrar och om de stabiliserade materialen är för fuktiga (båda dessa faktorer förelåg på väg D677) eller för torra. Enligt RST-mätningen från hösten 2000, vilken utfördes på slitlagret av ABTbeläggning (lades 1999), låg IRI-värdena mellan 1,2 1,6 mm/m och maximalt spårdjup mellan 1 2 millimeter efter drygt ett års trafik sedan slitlagret lades och vägen färdigställdes. Den ringa spårutvecklingen under det andra året tyder på att det stabiliserade lagret hårdnat till och satt sig. När detta skett brukar den vidare spårutvecklingen bli liten enligt tidigare erfarenheter. Stabiliserade lager med bitumen måste dock tätas och skyddas innan vintern eftersom de är relativt öppna och ömtåliga för vatten eller mekaniska påkänningar. I detta fall utfördes en ytbehandling som också tätar till konstruktionen och med tiden förhindra sprickor att tränga genom beläggningen. Ytbehandling används ibland som membran för att fördröja reflektionssprickor. Den färdiga asfaltkonstruktionen med ett bitumenstabiliserat lager som legat till sig och luftat ut innan det belades i kombination med ytbehandling och slutligen ett slitlager av tät massabeläggning 16 VTI notat 29-2001

innebär att konstruktionen trots relativ låg styvhet bör ha bra resistens mot både sprickor, spår och deformationer. Enligt fallviktsmätningarna som gjordes på ytbehandlingen 1999 låg styvheten hos konstruktionen (de övre lagren) på förhållandevis låga värden (krökningsradie 64 77 m) men hade ökat med 23 40% efter det första året. Det innebär att det stabiliserade lagret som förväntat styvats upp av trafikarbetet och den upptorkning samt efterhärdning som sker under de första somrarna på kalla massor. När den första mätningen på färdig konstruktion utfördes hösten 2000 erhölls som väntat bättre bärighetsvärden (t.ex. krökningsradie) men fortfarande på en lägre nivå jämfört med tidigare stabiliseringar. Dessa utfördes dock med bättre material än vad som fallet var på väg D677. Stabiliseringen medför att det gamla finmaterialet som fanns i bärlagergruset bundits med bitumen. Resistensen mot vatten bör därför ha förbättrats. Under tjällossningen bör därför inte bärigheten i det stabiliserade lagret försämras alltför mycket. Underliggande material kan dock fortfarande vara vattenkänsliga men påkänningarna blir mindre genom att det stabiliserade materialet erhållit högre styvhet än vad bärlagergruset hade innan. Besiktningen under sommaren 1998 visade att den nyåtgärdade ytan delvis var mjuk och lokalt instabil, speciellt på partier med höga finmaterialhalter och högt fuktinnehåll. Efter det ytbehandlingen påförts observerades en del slaghål och lokala spår samt krackeleringar. Ytorna i skogen (fuktigare) såg generellt sämre ut än de som låg i öppen terräng. Vid besiktningen i september 1998 såg vägen bättre ut. De slaghål som observerats vid tidigare besiktningar var åtgärdade. Fortfarande förekom en del antydningar till slaghål och viss spårbildning nära vägrenen. Vägytan hade också hårdnat jämfört med den närmsta tiden efter åtgärd. På ABT-beläggningen observerades inga skador vid besiktningarna 1999 och 2000. Kontrollsträckorna kommer under 2001 att följas upp genom förnyad fallviktsoch RST-mätning. VTI notat 29-2001 17

Stabilisering/remixing med bitumenemulsion och tillsats av cement, väg U256, Norberg - Sala Inledning Under hösten 1999 testades stabilisering med en kombination av bitumenemulsion och cement i samband med förstärkning av väg U256 mellan Norberg och Sala i Västmanland. I åtgärden, som bland annat omfattade 14,5 km emulsionsstabilisering av befintlig beläggning och bärlagergrus, lades två provsträckor med tillsats av en mindre mängd cement in i vägobjektet. En referenssträcka med stabilisering med enbart emulsion (ordinarie åtgärd för den del av vägsträckningen som stabiliserades) ingår också i provvägen. VTIs uppgift var att dokumentera utförandet av försöket, sammanställa provningsdata samt långsiktigt följa upp åtgärden. Entreprenören ansvarade för förprovningen och kvalitetskontrollen. På provsträckorna tog dock VTI prov av massa och borrkärnor. Akzo Nobel (tillverkar emulgator till emulsion) gjorde också en kontroll vid provvägen. ÅDT är 1500 2000 fordon per dygn varav 12% tunga fordon. Den gamla beläggningen hade bärighetsskador. Provvägen går huvudsakligen i öppen terräng men är bitvis kurvig och backig. Förundersökningar, resultat från proportionering, dokumentation av utförandet och resultat från fältmätningar och provtagningar fram till och med hösten 1999 finns redovisade i VTI notat 47-2000 och denna rapport behandlar uppföljningar efter hösten 1999. De uppföljningar som utförts under 2000 är: Provtagning och analys av borrkärnor Bärighetsmätning med fallvikt Mätning av vägytans egenskaper med RST Okulär besiktning av vägens tillstånd Beskrivning av försökssträckor Som arbetsrecept valdes efter proportionering en emulsionstillsats av 3,0% BE60M 330/430 som ordinarie recept. Nominellt fräsdjup var ca 15 cm. På provsträckorna valdes 1,0 resp. 2,0% cementinblandning samt 3,0% emulsion. Provsträckorna framgår av figuren nedan. Under 2000 tillkom ytterligare två referenser (sträckorna 4 och 5) med ordinarie åtgärd (emulsion) eftersom sträcka 3 uppvisat en del skador från tunga maskiner pga sidoarbeten utmed vägen. De nya sträckorna utfördes samma år som försökssträckorna och ligger väster resp. öster om provvägen. Arbetsrecepten var för dessa sträckor detsamma som för sträcka 3. 18 VTI notat 29-2001

Mot Norberg 300m STR 4 (ny 2000) 3,0% BE60 M/ B370 Ingen cementinblandning Uppehåll 0 STR 1 500m 3,0% BE60 M/ B370 1,0% Cement 500 STR 2 650m 3,0% BE60 M/ B370 2,0% Cement 1150 STR 3 445m 3,0% BE60 M/ B370 Ingen cementinblandning 1595 Uppehåll 400m STR 5 (ny 2000) 3,0% BE60 M/ B370 Ingen cementinblandning Mot Sala Figur 7 Försökssträckor på U256, Norberg Sala. Borrkärnor I oktober 1999 utfördes den första provtagning av borrkärnor på provvägen. Under hösten 2000 utfördes en förnyad provtagning på sträckorna 1 3 samt på den nytillkomna sträcka 5. På sträckorna 1 3 (samt sträcka 5) togs vid två sektioner (en i varje riktning) borrkärnor med diametern 100 mm. Proven togs dels i höger hjulspår och dels mellan hjulspåren. Av bilderna samt tabell 1 framgår borrkärnornas status vid undersökningen 2000. VTI notat 29-2001 19

Tabell 1 Beskrivning av lagertjocklekar i mm på borrkärnor från hjulspår mätt med linjal hösten 2000. Provtagningssektion 1A 1B 2A 2B 3A 3B 5A 5B Slitlager 40 35 45 38 40-42 40 35 40 Justering 50 40 55-70 40-45 105 45 45-50 43-45 Stabilisering 120 120 55-110 50 0-35 90-125 70-125 95-110 A= Riktning mot Sala B= Riktning mot Norberg Proven tagna mellan hjulspår var i så dåligt skick att analyser ej kunde utföras. Vid provtagningssektion 3A var proverna också i dåligt skick och analys utfördes inte på dessa prover. I övrigt hade proven i nästan samtliga fall gått av en bit ned i det stabiliserade lagret. Analyser kunde dock utföras på huvuddelen av lagret. Vid sektion 1A erhölls prov av hela det stabiliserade lagret. Bild 3-4 Borrkärnor från U256 hösten 2000, Sträcka 1. 20 VTI notat 29-2001

Bild 5-6 Borrkärnor från U256 hösten 2000, Sträcka 2. Bild 7-8 Borrkärnor från U256 hösten 2000, Sträcka 3. VTI notat 29-2001 21

Bild 9-10 Borrkärnor från U256 hösten 2000, Sträcka 5. Bild 11-12 Grövre, rundat stenmaterial från vägen som kommit med i stabiliseringen. Borrkärnornas änd- och toppytor sågades och det varmtillverkade beläggningslagret avlägsnades innan proverna analyserades på laboratoriet med avseende på: Hålrumshalt Pressdraghållfasthet vid 10 C Beständighet (vidhäftningstal) Styvhetsmodul vid 10 C Efter provberedningen torrlagrades borrproverna ca 2 veckor i rumstemperatur innan analyserna påbörjades. 22 VTI notat 29-2001

Hålrumshalt Hålrumshalten undersöktes på samtliga borrprov som kunde analyseras. Skrymdensiteten bestämdes genom FAS metod 448 där provets volym bestämdes genom mätning med skjutmått. Kompaktdensiteten bestämdes genom en analys per sträcka. De i figur 8 redovisade hålrumshalterna är medelvärdet av 8 beläggningsprov (undantaget sträcka 3 där 4 prov analyserades). 16,0 14,0 1999 2000 12,0 Hålrumshalt, % 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Str. 1 (1,0 % cement) Str. 2 (2,0 % cement) Str. 3 (ej cement) Str. 5 (ej cement) 1999 8,9 10,6 12,5 2000 8,5 6,5 8,2 6,8 Figur 8 Hålrumshalterna på borrkärnor tagna i hjulspår. U256, Norberg Sala, höstarna 1999 och 2000. Kommentarer Hålrumshalterna i hjulspåret låg mellan 8,9 12,5 vol-% i medeltal på respektive sträcka vid provtagningen 1999. Borrproverna från höstan 2000 uppvisade hålrumshalter mellan 6,5 8,5 vol-%. Spridningen i hålrumshalt mellan de olika provtagningssektionerna inom sträckorna var liten. Om resultaten jämförs med de vägar som stabiliserades 1995 (VTI notat 1-2000) var hålrumshalterna något lägre vid detta försök enligt provtagningen från 2000. Vid stabiliseringarna som utfördes 1995 uppmättes hålrumshalter mellan 9 16 vol-% på borrkärnor tagna efter ett års trafik. I detta fallet har beläggningen legat ett år vid provtagningen hösten 2000 och efterpackningen kan nu antas ha påverkat resultaten. Möjligen kommer en vidare efterpackning att ske och hålrumshalten kommer troligen att minska ytterligare något. Om en noggrannare jämförelsen görs liknar detta försök i många avseenden det försök som utfördes på T205 vid Laxå 1995. Där inblandades 1,0 3,0% emulsion och den slutliga bindemedelshalten var också något högre än vid de övriga stabiliseringarna (medelvärde: 5,7%). Hålrumshalterna var också lägre än de övriga (9 11%) vilket också mer liknar resultaten från detta försök. Vid Laxå stabiliserades enbart asfaltlager. I detta fall har en del bärlagergrus (hur mycket är osäkert) kommit med i stabiliseringen. VTI notat 29-2001 23

Mekaniska egenskaper och beständighet Borrkärnorna från 2000 analyserades med avseende på styvhetsmodul, pressdraghållfasthet och beständighet (vidhäftningstal enligt VTIs metod för kalla massor). Resultaten framgår av figurerna 9 11 och i bilaga 3. 4000 3500 1999 2000 3000 Styvhetsmodul, MPa 2500 2000 1500 1000 500 0 Str. 1 (1,0 % cement) Str. 2 (2,0 % cement) Str. 3 (ej cement) Str. 5 (ej cement) 1999 2173 2137 1694 2000 3353 2136 2464 1267 Figur 9 Styvhetsmodulen vid 10 C för borrkärnor tagna i hjulspår. U256, Norberg Sala, höstarna 1999 och 2000. 800 700 1999 2000 Pressdraghållfasthet, kpa 600 500 400 300 200 100 0 Str. 1 (1,0 % cement) Str. 2 (2,0 % cement) Str. 3 (ej cement) Str. 5 (ej cement) 1999 640 523 567 2000 676 618 747 525 Figur 10 Pressdraghållfasthet vid 10 C för borrkärnor tagna i hjulspår. U256, Norberg Sala, höstarna 1999 och 2000. 24 VTI notat 29-2001

100 90 80 1999 2000 Vidhäftningstal, % 70 60 50 40 30 20 10 0 Str. 1 (1,0 % cement) Str. 2 (2,0 % cement) Str. 3 (ej cement) Str. 5 (ej cement) 1999 78 75 57 2000 71 52 52 62 Figur 11 Vidhäftningstal för borrkärnor i hjulspår. U256, Norberg Sala, hösten 1999. Kommentarer Styvhetsmodulerna som uppmättes på borrkärnorna från 2000 låg mellan 2100-3300 MPa för sträckorna 1 3 och på ca 1300 MPa på den nytillkomna sträcka 5. Sträckan med 1 % cement och sträcka 3 (utan cement) uppvisade högre styvhetsmoduler än vid provtagningen 1999. Sträckan med 2% cement erhöll samma styvhetsmodul som året innan. Proven från sträckorna med cementinblandning uppvisade en något lägre bindemedelshalt (1999), vilket förutom cementen kan ha bidragit till den högre styvhetsmodulen. Den nytillkomna sträcka 5 uppvisade en anmärkningsvärt låg styvhetsmodul som kan bero på högre bindemedelsinnehåll. Styvhetsmodulerna som uppmättes vid de stabiliseringsförsök som utfördes 1995 låg mellan 3900 5200 MPa efter ett års trafik. Pressdraghållfastheterna låg mellan 620 750 kpa i medeltal för sträckorna 1 3 med det högsta värdet för proverna från sträcka 3 (utan cement). Sträcka 5 (utan cement) uppvisade värden på 530 kpa. Små skillnader förelåg alltså mellan sträckorna. Vid de försök som gjordes 1995 låg pressdraghållfastheten mellan 730 1050 kpa efter ett års trafik. I de flesta fall erhölls högre hållfastheter på borrkärnorna från 2000 jämfört med provtagningen 1999. Beständighetstesterna på prov tagna 2000 visade att sträckan med 1% cement erhöll högre (bättre) vidhäftningstal än de övriga sträckorna. Vidhäftningstalet på sträcka 1 var 71%, vilket är något lägre än året innan. Sträcka 2 med 2% cementinblandning erhöll ett betydligt lägre (sämre) vidhäftningstal än året innan och var 52% år 2000. Sträcka 3 uppvisade ett vidhäftningstal på 52% vilket var något lägre än året innan. Den nya referenssträckan uppvisade ett vidhäftningstal på 62%. Trots något lägre vidhäftningstal 2000 uppvisade de flesta proverna något högre pressdraghållfasthet på vattenlagrade prov men relationen mot torrlagrade VTI notat 29-2001 25

prov hade ökat genom den hållfasthetsutveckling som skett under det senaste året. En korrekt bedömning av vattenkänsligheten bör förutom vidhäftningstalet, som är kvoten i pressdraghållfasthet mellan våt- och torrlagrade prov i procent, även omfatta pressdraghållfasheten på vattenmättade prov. Som jänförelse kan nämnas att de vidhäftningstal som uppmättes på de stabiliseringar som utfördes 1995 låg mellan 60 73% på borrkärnor efter ett års trafik. Slutligen kan det konstateras att sträcka 1 med 1% cementinblandning verkar ha klarat sig bäst enligt analyserna av borrkärnorna. Den stora skillnaden i vidhäftningstal på sträcka 2 tyder på att inblandningen av cement kanske inte blev så homogen som man hade hoppats på vilket skulle förklara de stora skillnaderna mellan åren. Maskinen krånglade också och det är osäkert om hela sträckan erhöll en någorlunda homogen cementtillsats (sannolikt inte). Besiktning Vid den första besiktningen som gjordes strax efter utförandet av provvägen observerades en del potthål på vägen. De flesta potthålen förekom på stabiliserade ytor utanför provvägen. Potthålen åtgärdades med hjälp av snabellagning innan bindlagret lades (ABT22) under senare delen av september 2000. Vid provborrningen konstaterades att bindlagrets tjocklek varierade över provvägen (vägen hade nivåjusterats med hjälp av detta lager). Vid besiktningen som gjordes i april 2000 observerades inga skador på sträcka 1 medan lokala bärighetsrelaterade sprickor förekom på sträckorna 2 och 3. På sträcka 3 som såg sämst ut förekom också vissa sättningar utmed kanten i riktningen mot Sala (belastningar från maskiner som åtgärdat slänten verkade vara orsaken till skadorna). Vid besiktningen hösten 2000 var intrycken desamma som vid våren. De två nya sträckorna som valdes ut uppvisade inga skador. 26 VTI notat 29-2001

Bild 13 Potthål på relativt nylagd stabilisering. Innan ytan lades över åtgärdades de med hjälp av snabellagare. Bild 14 Besiktning våren 2000 (bindlager), sträcka 2, U256, Norberg Sala. Lokalt förekom någon längsgående spricka (tjäle). VTI notat 29-2001 27

Bild 15 Besiktning våren 2000 (bindlager), sträcka 3, U256, Norberg Sala. Yttre delen av körbanan hade påverkats av arbetsfordon. RST-mätning I syfte att följa vägens utveckling med avseende på jämnhet och spårutveckling utfördes RST-mätning hösten 2000. Anledningen till att ingen mätning utfördes under hösten 1999 var att slitlagret ännu inte var påfört (påfördes under hösten). Resultaten från mätningen 2000 redovisas i figurerna 12 och 13. Enskilda resultat redovisas i bilaga 4. 2,00 1,80 1,60 Jämnhet-IRI, mm/m 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Str 1. (1% cement) Str 2. (2% cement) Str 3. (0% cement) Str 4. (0% cement) Str 5. (0% cement) IRI 1,08 0,87 1,09 0,81 0,78 Figur 12 IRI-värden hösten 2000. Slitlagret lades 1999. 28 VTI notat 29-2001

4,0 3,5 3,0 Spårdjup, mm 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Str 1. (1% cement) Str 2. (2% cement) Str 3. (0% cement) Str 4. (0% cement) Str 5. (0% cement) Spårdjup 2,2 1,9 2,9 1,6 1,7 Figur 13 Maximalt spårdjup enligt RST hösten 2000. Slitlagret lades 1999. Kommentarer RST-mätningen visade att en mycket jämn yta hade erhållits efter påförandet av slitlagret. IRI uppmättes till 0,8-1,1 mm/m, vilket måste betraktas mycket bra för denna typ av väg. De två nya referenserna som ligger på raksträckor uppvisade de lägsta IRI-värdena på 0,8 mm/m. På provvägen låg värdena något högre men ändå, med tanke på kurvor och backar, på acceptabla nivåer. Spårdjupen (medelvärden i båda riktningar) uppmättes hösten 2000 till 1,7-2,9 mm med det högsta värdet för sträcka 3 (utan cement). Sträckorna 1 och 3 som uppvisade något högre IRI-värden erhöll också de högre spårdjupen på 2,2-2,9 mm av samtliga. På övriga sträckor (2, 4 och 5) uppmättes spårdjup mellan 1,6 1,9 mm. Sträckorna innehållande cement har således inte uppvisat lägre spårutveckling än övriga. Med tanke på stabiliseringen samt två lager asfalt (sammantaget drygt 20 cm) är spårutvecklingen ännu så länge liten. Eftersom slitlagret lades ett år efter det stabiliseringen utfördes så har eventuell efterpackning och initial spårbildning åtgärdats genom ABT-massan som användes till slitlager. Fallviktsmätning Resultaten från bärighetsmätningen redovisas dels i form av krökningsradien, R, dels genom deflektionen D60. Under höstarna 1999 och 2000 har provsträckorna mätts med fallvikt. Fallviktsmätningen omfattar ett antal mätpunkter i vardera körriktningen (50 meters mellanrum). Mätningarna är utförda i yttre hjulspår. Temperaturen 5 cm ned i beläggningen var vid mättillfället 1999 +7 8 C. Vid mätningen 2000 var beläggningstemperaturen +12 C. De beräknade krökningsradierna och VTI notat 29-2001 29

töjningarna i beläggningens underkant har från båda mätningarna korrigerats till +10 C. Data från fallviktsmätningen redovisas i figurerna 14 19. Enskilda mätresultat framgår av bilaga 5. 600 500 Mot Sala (höger) 1999 Mot Sala (höger) 2000 Mot Sala (vänster) 1999 Mot Sala (vänster) 2000 Krökningsradie, m 400 300 200 Sträcka 3 0% cement Sträcka 5 100 0% cement Sträcka 2 Sträcka 1 2% cement 1% cement 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 ~ 2000 2200 2400 Sektion Figur 14 Krökningsradien (enskilda värden längs vägen) på provsträckorna vid Norberg Sala, hösten 1999 och 2000. Resultaten från 1999 är skuggade. 400 350 Krökningsradie, m 300 250 200 150 100 1999 2000 50 0 Str. 1 (1% cement) Str. 2 (2% cement) Str. 3 (0% cement) Str. 5 (0% cement) 1999 140 146 71 2000 278 291 184 221 Figur 15 Krökningsradien (medelvärden av båda riktningarna) på provsträckorna vid Norberg Sala. 30 VTI notat 29-2001

1000 900 800 Mot Sala (höger) 1999 Mot Sala (höger) 2000 Mot Sala (vänster) 1999 Mot Sala (vänster) 2000 Töjning, mikrostrain 700 600 500 400 300 200 100 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 5 1% cement 2% cement 0% cement 0% cement 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 ~ 2000 2200 2400 Sektion Figur 16 Beräknade töjningar i beläggningens underkant (enskilda värden längs vägen) på provsträckorna vid Norberg Sala, hösten 1999 och 2000. Resultaten från 1999 är skuggade. 800 700 Töjning, mikrostrain 600 500 400 300 200 1999 2000 100 0 Str. 1 (1% cement) Str. 2 (2% cement) Str. 3 (0% cement) Str. 5 (0% cement) 1999 415 331 587 2000 191 181 245 187 Figur 17 Beräknade töjningar i beläggningens underkant på provsträckorna vid Norberg Sala. VTI notat 29-2001 31

500 450 400 Mot Sala (höger) 1999 Mot Sala (höger) 2000 Mot Sala (vänster) 1999 Mot Sala (vänster) 2000 Deflektion- D60, µm 350 300 250 200 150 100 50 0 Sträcka 1 1% cement Sträcka 2 2% cement Sträcka 3 0% cement 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 ~ 2000 2200 2400 Sektion Sträcka 5 0% cement Figur 18 Deflektionen-D60 (enskilda värden längs vägen) på provsträckorna vid Norberg Sala, hösten 2000. Resultaten från 1999 är skuggade. 500 450 Deflektionen- D60, mm 400 350 300 250 200 150 100 1999 2000 50 0 Str. 1 (1% cement) Str. 2 (2% cement) Str. 3 (0% cement) Str. 5 (0% cement) 1999 285 277 291 2000 210 217 221 128 Figur 19 Deflektionen-D60 (medelvärden av båda riktningarna) på provsträckorna vid Norberg Sala. Kommentarer Krökningsradierna (styvheten) har för samtliga sträckor ökat markant mellan 1999 och 2000. En orsak är slitlagerbeläggningen av ABT16 men sannolikt också till följd av att det stabiliserade lagret härdat under denna tid. Fortfarande gav sträcka 2 med 2% cement bäst värden på krökningsradien (291m) tätt följt av sträcka 1 32 VTI notat 29-2001

med 1% cement (278 m). Något lägre värden på krökningsradierna erhölls för sträckorna utan cement (184 221 m). Spridningen i krökningsradie är dock fortfarande relativt stor för cementsträckorna (stdav: 67 96 m) medan referenssträckorna uppvisade jämnare resultat (stdav: 24 34 m). Bärighetsökningen sedan förra mätningen har varit ca 100% för cementsträckorna medan referenssträckan har ökat med 160 %.Vid de stabiliseringar som utfördes under 1995 erhölls krökningsradier på ca 150 m ca 1 år efter åtgärden (VTI notat 1-2000). Vid de åtgärderna lades inget justeringslager som här har varit fallet. Den förstyvning som skett av asfaltlagren i kombination med större total lagertjocklek leder också till lägre töjningar i beläggningens underkant. Den stora spridning mellan enskilda värden som observerades vid mätningen 1999 har dessutom minskat radikalt enligt mätningen från 2000. Skillnaderna i töjning mellan sträckorna innehållande cement/emulsion och enbart emulsion var relativt små. Deflektionen, D60, låg mellan 0,21 0,22 mm för sträckorna 1 3. Det innebär att spridningen mellan sträckorna var liten. Inom sträckorna förekom dock en del variationer. Den nytillkomna sträcka 5 erhöll D60 på 0,13 mm. Värdena från mätningen 2000 indikerar att sträckorna 1 3 ligger på något sämre (ej så dåligt) men samtidigt någorlunda jämförbar undergrund (åkermark). Sträcka 5 verkar ligga på ett underlag med ur bärighetssynpunkt bra material (troligen morän). Det bör tilläggas att höstmätningen 2000 gjordes efter en mycket regnig sommar så om vattenkänsliga undergrundsmaterial finns bör mätningen ha varit utslagsgivande. Sammanfattande kommentarer Försöken på väg U256 mellan Norberg och Sala utfördes en bit in i september 1999, vilket är sent på året för emulsionsmassor. Vädret var dock sommarlikt under september och även mycket bra vid utförandet av provsträckorna. Det brukar i normala fall ta ett eller flera år innan en emulsionsbeläggning hårdnat till ordentligt och uppföljningen av provsträckorna bekräftar detta. Enligt analys av borrkärnor och fallviktsdata har det stabiliserade lagret styvnat till markant redan under det första året. Hela borrkärnor erhölls i hjulspåren medan proven tagna mellan spåren var av betydligt sämre kvalitet, vilket bekräftar att trafikens efterpackning är viktig för härdningen av kalla massor. Cementinblandningen verkar ha haft avsedd effekt. Både massaprov och borrkärnor med 1% cement uppvisade bättre resistens för vatten jämfört med prov utan cementinblandningn. Även styvhetsmodulen och till en början pressdraghållfastheten har blivit högre genom tillsatsen av cement. En tendens är dock att beläggningarna innehållande enbart emulsion med tiden närmar sig de som har kombinationen av emulsion/cement. Skillnaden mellan 1 och 2 procents tillsats av cement är liten enligt fältförsöken. Orsaken kan vara de problem med cementinblandningen som uppstod på sträcka 2 (2% cement), vilket också medförde att vatten läckte ut i materialet som bitvis blev instabilt och vattenkänsligt på grund av detta. En nackdel med inblandning av cement i form av slurry (cementslam) är att materialet kan bli för fuktigt. I detta fall rådde torr väderlek vid utförandet men om vädret varit sämre och regnigt hade sannolikt materialet blivit mer VTI notat 29-2001 33

svårhanterligt och instabilt på grund av fuktöverskott. Emulsioninblandningen låg också på en låg nivå vid detta försök. Om cementslam skall tillsättas kan det vara bättre att använda skummat bitumen som innehåller betydligt mindre fukt än emulsion. Den förstyvande effekten av cementinblandningen verkar inte ha påverkat spårutvecklingen efter det slitlagret lagts. Den initiala spårbildning kan ha skiljt sig åt mellan sträckorna men har inte påverkat resultatet vid RSTmätningen från 2000 som gjordes på den nya slitlagerbeläggningen. Krökningsradierna och töjningsnivåerna visar att vägen hamnat på en bra bärighetsnivå (varken för mjuk eller styv) efter åtgärdena. En viss vidare bärighetsutveckling kan också förväntas genom den förstyvning av de bundna lagren som trafiken och åldrandet ger. Det stabiliserade materialet på väg U256 innehöll en blandning av det undre lagret av befintlig asfaltbeläggning samt finkornigt bärlagergrus med relativ hög finmaterialhalt. Det övre beläggningslagret frästes bort innan stabiliseringen skedde. De befintliga materialen homogeniserades också genom en torrfräsning innan bindemedlet tillsattes vid den andra överfarten. Enligt förprovningen varierade både beläggningstjockleken och korngraderingen längs vägsträckningen så spridningen i materialsammansättningen kan vara stor utmed vägen. Proven från provsträckorna uppvisade dock liten skillnad i korngradering medan bindemedelshalten varierade mera. Sammanfattningsvis kan det konstateras att cementinblandningen hittills verkar ha varit effektiv ur bärighetssynpunkt enligt fallviktsmätningarna. Krökningsradien var enligt fallviktsdata från hösten 2000 26 60% högre för sträckorna med cementinblandning jämfört med referenserna. Sträckorna med inblandning av enbart emulsion hade dock erhållit en bättre utveckling de senaste året. Samtliga sträckor har hittills erhållit låg spårutveckling samtidigt som de bundna lagren erhållit en markant bärighetsutveckling. Enligt analys på borrkärnor av de mekaniska egenskaperna var skillnaderna inte lika stora vid provtagningen 2000 som året innan men i de flesta erhölls bättre beständighet och högre hållfasthet genom tillsatsen av cement. Den sträcka som hittills klarat sig bäst är den med 3,0% emulsion + 1,0% cementinblandning även om sträckorna innehållande enbart emulsion har utvecklat sig bra på senare tid. Försöket visar också att det krävs bra utrustningar om cement skall kunna inblandas homogent i lager av fräsmaterial. 34 VTI notat 29-2001

Litteratur Bitumistabilointi, Tielaitos (finska Vägverket) 25/1994. Djärf L. Tillståndsförändring- (nedbrytnings)modeller på asfaltbelagda och ytbehandlade landsbygdsvägar. VTI Notat 51-1997. Höbeda P. "Stabilisering och modifiering av svaga vägöverbyggnader med bindemedel - val av bindemedel". VTI Meddelande 553, 1988. Jacobson T och Johansson L. "Prov med ny metod att förstärka vägar - En byggnadsrapport om markinblandning med emulsion på väg 336 i Jämtland". VTI Notat V57, 1988. Jacobson T. "Stabilisering med bitumenemulsion. Försök i Z-län. Lägesrapport 8902". VTI Notat V83, 1989. Jacobson T. "Laboratorieprovningar på material stabiliserat med bitumenemulsion. Mekaniska egenskaper hos provkroppar med olika massasammansättning. Delrapport 8912". VTI Notat V118, 1989. Jacobson T. "Förstärkning av lågtrafikerade vägar genom inblandning av bituminösa bindemedel Provvägar och laboratorieprovning, Huvudrapport". VTI Meddelande 666, 1991. Jacobson T. "Förstärkning av lågtrafikerade vägar genom inblandning av bituminösa bindemedel. Uppföljning av äldre provvägar". VTI Notat 13-94, 1994. Jacobson T. "Förstärkning genom djupfräsning. Väg 166, Ed-Lunnane (Dalsland)". VTI Notat 28-95, 1995. Jacobson T. "Stabilisering/remixing av skadade beläggningar genom inblandning av bitumenemulsion. Skadeutredning, region Mälardalen". VTI Notat 14-1996. Jacobson T. "Stabilisering/remixing av skadade beläggningar genom inblandning av bitumenemulsion., region Mälardalen". VTI Notat 58-1997. Jacobson T. & Hornwall F., "Stabilisering med skummad bitumen på väg D677, Bie - Flodafors, Södermanland". VTI Notat 85-1998. Jacobson T. & Hornwall F., "Kall återvinning på väg genom inblandning av bituminösa bindemedel (stabilisering), Lägesrapport 99-12". VTI Notat 1-2000. Jacobson T. & Hornwall F., "Förbättring av vägar genom stabilisering/remixing. D677, Bie - Flodafors (skummat bitumen). U256, Norberg Sala (bitumenemulsion + cement). Lägesrapport 1999/2000". VTI notat 47-2000. Kalde bitumenstabiliserade baerlag, Statens Vegvesen, Norge VTI notat 29-2001 35