Förstärkning av vägkonstruktion med stålnätsarmering

VTI rapport 820 Utgivningsår 2014 www.vti.se/publikationer Förstärkning av vägkonstruktion med stålnätsarmering 12 års uppföljning av väg E6 Ljungskile Safwat F. Said Håkan Carlsson Hassan Hakim

Utgivare: Publikation: VTI rapport 820 Utgivningsår: Projektnummer: Dnr: 2014 200519 2012/0430-29 581 95 Linköping Projektnamn: Armerad asfalt, Ljungskile Författare: Safwat F. Said, Håkan Carlsson and Hassan Hakim Uppdragsgivare: Trafikverket Titel: Förstärkning av vägkonstruktion med stålnätsarmering, 12 års uppföljning av väg E6 Ljungskile Referat En sträcka på 800 meter av motorvägen E6 söder om Ljungskile, öppnad för trafik 1991, uppvisade skador i form av längsgående sprickor i hjulspåren redan efter ca 5 års trafikering. Under år 2000 hade vägen omfattande längs- och tvärgående sprickbildning samt visade en omfattande spårbildning med ojämnheter. Sträckan förstärktes genom fräsning och påbyggnad. Inom vägavsnittet anlades tre provsträckor för undersökning av stålnätsarmeringens betydelse för upphöjning och förbättring av bärigheten och motståndet mot sprickor och spår. Teststräckorna instrumenterades med töjningsgivare på den frästa ytan. Syftet är att studera stålnätets förmåga att ge ökad bärighet i vägkroppen och motverka sprickor och spårbildning i beläggningsytan. Denna rapport redovisar resultat från uppföljning efter 12 års trafik. Efter att vägen har trafikerats i 12 år visar referenssträckan omfattande längsgående sprickor i hjulspår. Det förekommer inga tydliga bärighetsrelaterade sprickbildningar på de armerade sträckorna, utom en enstaka fin, längsgående spricka i en av de armerade sträckorna (sträcka 2) och ett par tvärgående, finare sprickor som kan härröra från skarvarna i stålarmeringen i sträcka 3. Det konstateras att armeringen har haft en signifikant effekt (10 15 %) på höjning av bärighet och begränsning av spårutveckling. Omfattande stensläpp på slitlagret har förekommit på alla tre sträckor. Nyckelord: förstärkning, vägkonstruktion, stålnät, armering, modellering, töjningsgivare ISSN: Språk: Antal sidor: 0347-6030 Svenska 41 + bilagor 56

Publisher: Publication: VTI rapport 820 Published: Projectcode: Dnr: 2014 200519 2012/0430-29 SE-581 95 Linköping Sweden Author: Safwat F. Said, Håkan Carlsson and Hassan Hakim Project: Reinforced flexible pavement, Ljungskile Sponsor: Swedish Transport Administration Title: Rehabilitation of road structure with steel fabrics, 12-years follow-up of Road E6, Ljungskile Abstract A motorway road section of 800 metre long of the road E6 south of Ljungskile in the Southwest of Sweden was seriously damaged due to low bearing capacity. Longitudinal and transversal cracks were frequently observed after about five year s traffic. The road section was rehabilitated by milling away 80 millimetre and paving with new bituminous layers. Three full-scale, 100-metre test sections were built. Two test sections were reinforced with steel fabrics and one section without reinforcement as a reference section. These sections are instrumented with strain gauges. The section s performance have been tested by deflection, strain and rut measurements and manual distress surveys. Degradation behavior of the test sections were numerically analyzed. This report presents pavement performance of the test sections after 12 years in-service. The reference section has shown extensive longitudinal cracks in the wheel paths. However, almost no cracks in the reinforced sections. It is concluded that the reinforcement had a significant influence (10 15%) in increasing the resistance of the test sections against fatigue cracking and in limitation of the rutting in pavement surface related to repeated-loading of the heavy vehicles. Keywords: rehabilitation, Pavement, steel fabric, reinforcement, modeling, strain gauge ISSN: Language: No of pages: 0347-6030 Swedish 41 + appendix 56

Förord Föreliggande rapport redovisar, på uppdrag av Trafikverket, en utvärdering av stålarmerade konstruktioner vid förstärkning av vägar. Provvägen som omfattar tre instrumenterade provsträckor har följts upp i 12 år. Provvägens underhållsåtgärd med stålarmering ingick i EU-projektet Reflex (Reinforcement of Flexible Road Structures with Steel Fabrics to Prolong Service Life) och senare i EU-projektet Spens (Sustainable Pavements for European New Member States) för uppföljning och utvärdering av stålarmeringens effekt på nedbrytning av flexibla konstruktioner. Denna rapport är den slutliga utvärderingen av provvägen innan åtgärd 2013. Projektansvarig på Trafikverket har varit Carl-Gösta Enocksson. Linköping, april 2014 Safwat Said Projektledare VTI rapport 820 Omslag: Thinkstock, Håkan Carlsson

Process för kvalitetsgranskning Granskningsseminarium genomfört 1 oktober 2014 där Håkan Jansson, Trafikverket var lektör. Förste författaren, Safwat Said har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Projektledarens närmaste chef, Björn Kalman har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 22 oktober 2014. De slutsatser och rekommendationer som uttrycks är författarnas egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning. Process for quality review Review seminar was carried out on 1 October 2014 where Håkan Jansson, Swedish Transport Administration reviewed and commented on the report. First author, Safwat Said has made alterations to the final manuscript of the report. The research director of the project manager Björn Kalman examined and approved the report for publication on 22 October 2014. The conclusions and recommendations expressed are the authors and do not necessarily reflect VTI s opinion as an authority. Tryckt på VTI, Linköping, 2014 VTI rapport 820

Innehållsförteckning Sammanfattning... 5 Summary... 7 1 Inledning... 9 1.1 Bakgrund... 9 1.2 Syfte... 9 2 Förundersökningar och förstärkningsåtgärd... 10 2.1 Tidigare utförda undersökningar... 10 2.2 Fallviktsmätning och val av sträckornas placering... 10 2.3 Förstärkningens utformning... 11 2.4 Instrumentering... 12 3 Provtagning... 14 3.1 Lagertjocklekar och placering av stålnät och töjningsgivare... 14 3.2 Analys av beläggningslager... 16 4 Tillståndsuppföljning... 17 4.1 Fallviktsmätningar... 17 4.2 Töjningsmätning i väg... 25 4.3 Modellering... 29 4.4 Tvärprofilmätningar med Primal... 36 5 Okulär tillståndsbedömning... 41 6 Slutsatser... 44 Referenser... 46 Bilaga 1: Redovisning av fallviktsmätning på E6 vid Ljungskile, 1996 Bilaga 2: Skadeutredning E6 syd om Ljungskile, 1996 Bilaga 3: Bilaga 4: Bilaga 5: Bilaga 6: Bilaga 7: Bilaga 8: E6 Ljungskile, delen Bratteforsån Lyckorna trafikplats, bärighetsdimensionering, diskussion, 1999 Töjningsgivarnas positioner Uppmätta lagertjocklekar Styvhetsmodul och hålrumshalt från borrkärnor Beräknade resultat från fallviktsmätningarna samt enskilda mätdata 2001, 2005 och 2012 Uppmätta och justerade töjningar Bilaga 9: Tvärprofiler mätta med Primal 2000 och 2012 Bilaga 10: Inspektionsprotokoll från 2012 innan åtgärd VTI rapport 820

VTI rapport 820

Förstärkning av vägkonstruktion med stålnätsarmering 12 års uppföljning av väg E6 Ljungskile av Safwat F. Said, Håkan Carlsson och Hassan Hakim VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut 581 95 Linköping Sammanfattning En sträcka på 800 meter av motorvägen E6 söder om Ljungskile (Bratteforsån-Lyckorna), öppnad för trafik 1991, uppvisade skador i form av längsgående sprickor i hjulspåren redan efter cirka 5 års trafikering. En skadeutredning utfördes under 1996 och vägsträckan underhölls genom en försegling av vägytan på de skadade avsnitten. Det var dock klarlagt redan då att det fanns ett förstärkningsbehov. Under år 2000 hade vägen omfattande längsoch tvärgående sprickbildning samt visade en omfattande spårbildning med ojämnheter. Under år 2000 förstärktes sträckan genom fräsning och påbyggnad. Inom vägavsnittet anlades tre provsträckor för undersökning av stålnätsarmeringens betydelse för upphöjning och förbättring av bärigheten och motståndet mot sprickor och spår. I samband med åtgärd instrumenterades provsträckorna med asfalttöjningsgivare placerade på den frästa asfaltytan i hjulspår för mätning av horisontella dragtöjningar. Ståltöjningsgivarna monterades på stålnäten längs och tvärs färdriktningen. Denna rapport beskriver dessa sträckor samt redovisar resultat från uppföljning efter 12 års trafik. Syftet med projektet i Ljungskile är att studera stålnätets förmåga att ge ökad bärighet i vägkroppen och motverka sprickor och spårbildning i beläggningsytan. Uppföljning med fallviktsmätningar visar vissa skillnader mellan provsträckorna. Resultaten från töjningsgivarna i asfaltbeläggningen ger däremot stora skillnader i töjningsnivå mellan provsträckorna. De största töjningarna uppmättes på referenssträckan. De armerade sträckorna uppvisade betydligt lägre töjningar än referenssträckan. Efter att vägen har trafikerats i 12 år visar referenssträckan omfattande längsgående sprickor i hjulspår. Det förekommer inga tydliga bärighetsrelaterade sprickbildningar på de armerade sträckorna, utom en enstaka fin längsgående spricka i en av de armerade sträckorna (sträcka 2) och ett par tvärgående finare sprickor som kan härröra från skarvarna i stålarmeringen i sträcka 3. Tvärprofilerna på vägytan visar att spåren huvudsakligen har orsakats av strukturell nedbrytning av den tunga trafiken. De armerade konstruktionerna visar i genomsnitt 15 25 % lägre spårtillväxt per år. Responsmätningarna visar tydligt att töjningar ökar i takt med att vägens nedbrytning fortskrider. Endast referenssträckan visar ett toppvärde på töjningsnivån redan efter 3 4 år. Det tyder på sprickutveckling i underkant beläggning. Töjningsutveckling i armerade sträckor har ökat hela tiden (ingen topp) som kan tyda på att sprickor inte har initierats än i någon större omfattning. PMS Objekt för dimensionering och analys av vägkonstruktion med Reflex procedur för modellering av en armerad struktur användes vid utvärdering av provsträckorna. Det konstateras från det här arbetet att armeringen har haft en signifikant effekt (10 15 %) på höjning av bärighet och begränsning av spårutveckling. Omfattande ytsönderfall med stensläpp i slitlagret har förekommit på alla tre sträckor. VTI rapport 820 5

6 VTI rapport 820

Rehabilitation of road structure with steel fabrics, 12-years follow-up of Road E6, Ljungskile by Safwat F. Said, Håkan Carlsson and Hassan Hakim The Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) SE-581 95 Linköping Summary A motorway road section, 800 metre long, on the road E6 at south of Ljungskile (Bratteforsån, Lyckorna) at the southwest of Sweden was seriously damaged due to its low bearing capacity after already 5 years of traffic. The road was opened for traffic in 1991. A damage assessment was conducted in 1996 and the road was maintained by the sealing of the road surface on the damaged sections. However, it was clear even then that there was a need for a rehabilitation. In 2000, the road had extensive longitudinal and transverse cracking and showed an extensive rutting. In 2000 the road section was rehabilitated by milling away 80 millimetre and paving with new bituminous layers. Three full-scale, 100-meter test sections were built. Two test sections were reinforced with steel fabrics and one section without reinforcement as a reference section. These test sections are instrumented with strain gauges at the bottom of new laid asphalt layers and detached to the steel bars. This report presents pavement performance of the test sections after 12 years in-service. The objective is to evaluate the performance of rehabilitated road structures reinforced with steel fabric against fatigue cracking and rutting related to heavy traffic. The pavement performance of the test sections have been evaluated by deflection measurements with Falling Weight Deflectometer, measurement of the pavement response using strain gauges and rut measurements performed periodically, together with manual distress surveys. Degradation behavior of the test sections were numerically analyzed. The Swedish Transport Administration (STA) software for pavement design and analysis of strains (PMS Objekt) with the Reflex procedure for modeling of a reinforced structure was used in evaluation of the test structures. After 12-years traffic loading, the reference section has shown extensive longitudinal cracks in the wheel paths. However, almost no cracks in the reinforced sections. It is concluded that the reinforcement had a significant influence (10 15%) in increasing the resistance of the test sections against fatigue cracking and in limitation of the rutting in pavement surface related to repeated-loading of the heavy vehicles. VTI rapport 820 7

8 VTI rapport 820

1 Inledning 1.1 Bakgrund En sträcka på 800 m av motorvägen E6 söder om Ljungskile (Bratteforsån Lyckorna), öppnad för trafik 1991, uppvisade skador i form av längsgående sprickor i hjulspåren redan efter ca 5 års trafikering. Trafikmängden i ÅDT på sträckan var 1991 totalt ca 7 000 fordon med ca 14 % tunga fordon och en trafikökning på ca 3 % per år. En skadeutredning utfördes under 1996 och vägsträckan underhölls genom en försegling av vägytan på de skadade avsnitten. Det var dock klarlagt redan då att det fanns ett förstärkningsbehov. Under år 2000 hade vägen omfattande längs- och tvärgående sprickbildningar samt visade en omfattande spårbildning med ojämnheter. Under år 2000 förstärktes sträckan genom fräsning och påbyggnad. Inom vägavsnittet anlades tre provsträckor för undersökning av stålnätsarmeringens betydelse för upphöjning och förbättring av bärigheten och motståndet mot sprickor och spår. Dessa sträckor ingick senare i EU-projektet Reflex (Gustafson et al 2002). Uppföljning och utvärdering av sträckornas nedbrytning med tiden ingick under 2006 2009 i EU-projekt Spens (Said et al 2009). Denna rapport beskriver dessa sträckor samt redovisar resultat från uppföljning efter 12 års trafik. Det här är det första svenska försöket med stålarmerad väg där uppföljningen skett med töjningsgivare i vägkonstruktionen. Tidigare rapportering av provsträckorna finns i referenser Said m.fl. (2001, 2002a, 2002b, 2003, 2009a och 2009b). 1.2 Syfte Syftet med projektet i Ljungskile är att studera stålnätets förmåga att ge ökad bärighet i vägkroppen och motverka sprickor och spårbildning i beläggningsytan. VTI rapport 820 9

2 Förundersökningar och förstärkningsåtgärd 2.1 Tidigare utförda undersökningar Under åren 1996 1999 utfördes tre skadeutredningar rörande denna sträcka av E6 (Jansson 1996 bilaga 1, Enocksson 1996 bilaga 2, och Mårtensson 1999 bilaga 3). Dessa utredningar visade att vägen hade betydande skador med omfattande längs- och tvärgående sprickor i hjulspåren med krackeleringar samt regelbundet förekommande tvärgående sprickor mellan hjulspåren (Figur 1) och med en spårbildning på upp till 30 mm. Utredningarna visade att överbyggnadskonstruktionen på ca 900 mm med en asfaltbeläggning på ca 180 mm uppfyller i stort kraven enligt BYA 84 och anses vara godtagbar. Utredningarna konstaterade också att med hänsyn till undergrundens låga styvhet och vägens konstruktion är överbyggnaden underdimensionerad enligt VÄG 94. Därför utfördes en rejäl förstärkning av överbyggnaden. 2.2 Fallviktsmätning och val av sträckornas placering Avsikten med fallviktsmätningen innan åtgärd var att använda mätresultatet som underlag för val av homogena provsträckor och så identiska förutsättningar som möjligt. Mätningen utfördes i höger hjulspår och på var 10:e meter enligt VVMB 112:1998. Belastningen var ca 50 kn och temperaturen vid mätningen var 18 C i luft och 21 C i beläggningsytan. Figur 2 visar deflektioner i belastningscentrum (D0) och 900 mm (D900) från belastningscentrum. Det svaga avsnittet med stora deflektioner har valts ut för de tre provsträckorna. Inom provvägsavsnittet är det en stor variation i D0 som indikerar sprickor och skador i de översta lagren medan D900 visar jämnare deflektioner. Teststräckornas position har valts ut så att det är liten variation inom sträckan och mellan sträckorna. Referenssträckan (sträcka 1) är placerad på ett avsnitt med mindre deflektioner än sträcka 2 och 3, vilket tyder på att det avsnittet var något starkare. Sträcka 2 har sämsta förutsättningarna med de största deflektionerna (Figur 2). Det bör noteras att de översta asfaltlagren frästes bort och skillnaderna mellan sträckorna blir därför mindre. Varje provsträcka är 100 m lång (Said och Carlsson m. fl. 2003). Figur 1. Sprickor på vägytan i K1 innan åtgärd. (Foto: Håkan Carlsson). 10 VTI rapport 820

Figur 2 FWD-deflektioner innan åtgärd och placering av provsträckor. 2.3 Förstärkningens utformning Baserat på tidigare utredningar (Mårtensson 1999) bestämdes att de två översta lagren av HABD12 och HABD16 (totalt 80 mm) skulle fräsas bort och en påbyggnad inklusive stålnätsarmering skulle utföras. Provvägen omfattar tre provsträckor om vardera 100 m. Provsträcka 1 är en referenssträcka utan armering men i övrigt med samma uppbyggnad som provsträcka 2 och 3. I Tabell 1 redovisas de nominella tjocklekarna hos den befintliga konstruktionen och förstärkningsåtgärderna samt utförandeår. Tabell 1. Överbyggnadskonstruktion och utförandeår Lager Tjocklek, mm Utförande år Anmärkning ABD 16 100/150-75 45 2012 kkv < 7 HABD 16/B85 45 Juli-aug. 2000 Bortfräst 2012 ABb 16/B85 50 Juli-aug. 2000 Stålnät #100 mm 6 mm Juli-aug. 2000 Justering (ABT 11/B180) varierande Juli-aug. 2000 HABD 16/B85 45 1991 Bortfräst 2000 HABD 12/B85 35 1991 Bortfräst 2000 AG 25/B180 50 1991 Helt/delvis bortfräst 2000 AG 25/B180 50 1990 Grusbärlager 70 1990 Förstärkningslager 110 1990 Berg 0-200 540 1990 Undergrund av siltig lera VTI rapport 820 11

Figur 3 Översikt av stålarmeringen på provsträckorna 2 och 3. (Foto: Håkan Carlsson). De översta dryga 80 mm av körbanorna, bestående av dränasfalt och viss del av asfaltbärlager, frästes bort och den frästa ytan klistrades med bitumenemulsion BE50R. Som avjämningslager lades en tät asfaltbetong typ ABT11/B180, för att ge ett jämnt underlag för stålarmeringen. Stålnäten hade stångdiametern Ø 6 mm och rutstorleken var 100 x 100 mm. Näten lades med fingerskarvning i längdled, beskriven i referenser (Rätt och slätt 1996, Sandberg och Björnfot 2004). Provsträcka 2 har armerats endast i det högra körfältet, K1. På provsträcka 3 utfördes en heltäckande stålarmering över båda körfälten, K1+K2, illustreras i Figur 3. Avsikten med det är att se om det är tillräckligt att på en motorvägssektion armera endast långsamkörfältet (K1) vid bärighetsproblem. Det är också att se om det blir en spricka i längdled där nätet slutar mot K2. När näten var utlagda klistrades de med bitumenemulsion typ BE50R. På nätet lades ett ca 55 mm tjockt bindlager av typ ABb16 med polymerbindemedel PMB20. Av miljöskäl lades ett ljuddämpande slitlager av dränerande asfaltbeläggning typ ABD16 med polymerbindemedel och tillsats av cement för att öka beständigheten. Tjockleken på slitlagret är ca 45 mm. 2.4 Instrumentering I samband med förstärkningsåtgärden instrumenterades provsträckorna med asfalttöjningsgivare och ståltöjningsgivare. Tre stycken asfalttöjningsgivare per sträcka placerades i höger hjulspår vinkelrätt mot färdriktningen för mätning av horisontella dragtöjningar. De är placerade på den frästa asfaltytan under justeringslagret. Se Figur 4. Ståltöjningsgivarna monterades på stålnäten på sträcka 2 och 3. Givarna placerades parvis, 1 längs och 1 tvärs färdriktningen, i fem sektioner per sträcka, se Figur 5. Tre av paren är placerade i samma horisontella positioner som asfalttöjningsgivarna fast på nätet högre upp i konstruktionen. Den längsgående töjningsgivaren är monterad på undersidan av ståltråden i längdled. Den tvärgående töjningsgivaren är monterad på sidan av ståltråden i tvärled, som ligger mot underliggande lager. Detta för att skydda givarna vid utläggning och packningsarbetet. Totalt 9 stycken asfalttöjningsgivare och 20 stycken ståltöjningsgivare har installerats. Givarnas typ och positioner redovisas i bilaga 4. 12 VTI rapport 820

Figur 4 H-typ asfalttöjningsgivare monterad före utläggning av justeringslager.(foto: Håkan Carlsson). Figur 5 Ståltöjningsgivare monterade på en ruta, undersidan upp..(foto: Håkan Carlsson). VTI rapport 820 13

3 Provtagning Efter utförd förstärkningsåtgärd togs det borrkärnor för undersökning av lagertjocklekar, hålrumshalt och styvhetsmoduler. Undersökningarna syftade till att kontrollera att det inte finns signifikanta skillnader mellan motsvarande lager i de olika teststräckorna vid utförandet. 3.1 Lagertjocklekar och placering av stålnät och töjningsgivare De uppmätta lagertjocklekarna illustreras i Figur 6 och redovisas i bilaga 5. Från dessa kan det konstateras att lagertjockleken på justeringslagret, ABT11/B180, blev betydligt tjockare än planerat pga. ojämnheter i underlaget. Från utmattningssynpunkt (risk för sprickor) är detta bra eftersom det är ett tjockt flexibelt lager med låg styvhetsmodul. Ur dimensioneringssynpunkt borde nätet ligga djupare för att ta upp de största töjningarna som inträffar i underkant av de bitumenbundna lagren, vilket motsvarar underkant av justeringslagret (det befintliga AG-lagret var redan sprucket i varierande grad). Borrkärnorna visar att den verkliga totala beläggningstjockleken exklusive gamla AG-lager (sprucken) är ca 158, 176 och 168 mm på sträcka 1, 2 respektive 3 samt att det är relativt stor variation i tjocklek ( cm), se bilaga 5. De installerade asfalttöjningsgivarna har hamnat på olika djup från ytan. De ligger på den frästa ytan som består av den gamla AG:n, visas i Figur 6 (de exakta positionerna i längdled visas i bilaga 4). Asfalttöjningsgivarna är placerade på ett djup av ca 160 mm från ytan på referenssträckan respektive stålarmerade sträckor. Placeringen av töjningsgivarna på olika djup av beläggnings-konstruktionen och skillnader mellan sträckornas beläggningstjocklek försvårar jämförelsen mellan provsträckorna. 14 VTI rapport 820

Figur 6 Lagertjocklekar och borrkärnornas positioner av överbyggnadskonstruktioner med illustration av stålnät och töjningsgivares placering i konstruktionerna samt medelvärden av uppbyggnadernas lagertjocklekar. VTI rapport 820 15

3.2 Analys av beläggningslager Ett antal borrkärnor har analyserats i laboratoriet för att undersöka eventuella skillnader mellan utlagda beläggningar av samma typ tillhörande olika provsträckor och då i huvudsak det andra lagret som benämns bindlager. Skrymdensiteten har bestämts enligt FAS Metod 427-92 och styvhetsmodulen enligt FAS Metod 454. Tabell 2 visar att bindlagret från referenssträckan, sträcka 1, har drygt dubbelt så hög hålrumshalt som de andra två sträckorna. Detta är troligen en anledning till den lägre styvhetsmodulen på bindlagret på sträcka 1 i jämförelse med armerade sträckor (2 och 3). Orsaken till den högre hålrumshalten på sträcka 1 är okänt. Denna skillnad i hålrumshalt och styvhetsmodul bör ha påverkat töjningsstorleken i underkant av beläggning. Styvhetsmodulen omräknad till att motsvara ett år gammal beläggning enligt ATB VÄG 2002 redovisas i Tabell 2 och bilaga 6, för användning vid analytisk utvärdering och dimensionering. En styvare beläggning bör leda till mindre töjningar i underkant av beläggningen, bättre lastfördelning och lägre deflektioner vid fallviktsmätning. Högt hålrum i en beläggning kan leda till spårbildning pga. efterpackning under de första åren och lågt hålrum kan också ge upphov till spårbildning pga. stor risk för omlagring i bundna lager. Sammansättningen hos borrkärnorna kontrollerades inte med en djupare analys av skillnaderna mellan massabeläggningarna från olika sträckor. Enskilda värden på styvhetsmoduler och hålrumshalt redovisas i bilaga 6. Tabell 2 Medelvärde av styvhetsmodul vid 10 C och hålrumshalt från borrkärnor år 2000. Sträcka Asfaltbeläggning Styvhetsmodul, MPa Hålrum vol-% 3-6 mån. gammal 1 år gammal Sträcka 1 Bindlager (ABb16/B85) 4667 5096 4,1 Sträcka 2 Bindlager (ABb16/B85) 6708 7324 1,6 Sträcka 3 Bindlager (ABb16/B85) 5596 6111 1,3 Sträcka 1-3 Dränlager (ABD16/B85) 4203 4589 16 VTI rapport 820

4 Tillståndsuppföljning För att kunna se effekten av stålarmeringen i vägkroppen på tillståndsförändring med tiden har provsträckornas tillståndsförändring utvärderats vid ett antal tillfällen mellan år 2000 och 2012. Uppföljningen har främst skett ur bärighetssynpunkt genom fallviktsmätningar, profil/spårmätningar och mätningar med installerade givare för asfaltstöjning och stålnätstöjning. Vid främst senaste mättillfället gjordes också en okulär tillståndsbedömning av sträckorna med avseende på skador. 4.1 Fallviktsmätningar Fallviktsmätningar har utförts vid följande 10 tillfällen: 1. 20 juni 2000, före åtgärd (tidigare redovisad) 2. 7 september 2000, strax efter åtgärd 3. 1 november 2000 4. 18 april 2001 5. 9 oktober 2001 6. oktober 2002 7. september 2003 8. november 2005 9. oktober 2007 10. juli 2012, strax innan underhållsåtgärd Provsträckorna har provbelastats med VTI:s fallviktsapparat av fabrikat KUAB (Figur 7) och med belastningen 50 kn. Mätningarna har utförts i höger hjulspår, var 10:e meter och 10 mätpunkter per sträcka enligt VVMB 112. I Tabell 3 redovisas beläggningstemperaturen vid respektive mättillfälle för fallvikts- och töjningsmätningar. Figur 7 Nedsjunkningsmätningar vid belastning med fallviktsapparat..(foto: Håkan Carlsson). VTI rapport 820 17

Tabell 3 Beläggningstemperatur vid fallvikts- och töjningsmätning. Mättillfälle Beläggningstemperatur C Juni 2000 21 September 2000 21 November 2000 8 April 2001 7 Oktober 2001 12 Oktober 2002 8 September 2003 20 Oktober 2003 5 November 2005 10 Oktober 2007 14 Juli 2012 26 4.1.1 Analys av fallviktsdata enligt VVMB 114 Nedsjunkningstratten från mätningarna oktober 2001, november 2005 och juli 2012 illustreras som medelvärde för alla mätpunkter per sträcka i figur 8a. Data från enskilda mätpunkter från dessa mättillfällen redovisas i bilaga 7. Det kan konstateras att det har blivit en viss skillnad mellan sträckorna över tiden där sträcka 1 (referenssträcka) har något större deflektioner än sträcka 2 och ytterligare större än sträcka 3. D0 från alla utförda fallviktsmätningarna på provsträckorna redovisas i figur 8b. Skillnaderna mellan sträckorna är mycket små men det finns en tendens till ökade skillnader mellan armerade och referenssträckan under senare år. 18 VTI rapport 820

Figur 8a Nedsjunkningsprofil vid fallviktsmätning på provsträckorna 2001, 2005 och 2012. VTI rapport 820 19

Figur 8b Nedsjunkning i centrum (D0) vid fallviktsmätningar. Figur 9 Beräknad undergrundsmodul vid fallviktsmätning. Nedsjunkningsprofilerna indikerar en liten skillnad i undergrundens styvhet genom att medeldeflektionen på avståndet 1 200 mm är något större på sträcka 1 (Figur 8a) än på de armerade sträckorna. I Figur 9 redovisas beräknade undergrundsmoduler enligt formel 4 baserad på deflektion D900 (VVMB 114). Det framgår att undergrundsmodulen genomgående är något lägre på sträcka 1 än på de andra två sträckorna. Av Figur 9 framgår också att undergrundsmodulen innan förstärkning på sträcka 1 snarare var något högre än på de andra sträckorna medan den efter åtgärd är lägre än på de armerade sträckorna. Generellt är styvheten på undergrunden väldigt låg på alla sträckor och vid alla tillfällen. Samtliga utförda fallviktsmätningarna på provsträckorna har inte heller visat på några tydliga skillnader i styvhet mellan sträckorna. Det är små skillnader mellan sträckor, som rör sig om upp till 2 MPa skillnad, vilket kan sägas ligga inom felmarginalen. 20 VTI rapport 820

Beräkningen av differensen mellan D0 och D300, deflektionen i belastningscentrum och 300 mm från belastningscentrum, antas vara ett mått på översta lagrens styvhet och benämns Krökningsradie. De beräknade krökningsradierna redovisas i Figur 10. Observera att någon justering med hänsyn till temperatur inte är gjord. Ju högre styvhet desto större radie. Krökningsradien beräknades med hjälp av formel 7 i metodbeskrivning VVMB 114. Beläggningstemperaturerna vid mättillfällena varierade från 5 C upp till 26 C. Det är en faktor som måste beaktas när man jämför de olika mättillfällena. Inom respektive mättillfälle är det ingen eller väldigt liten skillnad i temperatur mellan sträckorna. Det noteras att stålarmering inte har någon positiv effekt på krökningsradie (styvhetshöjande effekt på beläggning) vid jämförelse mellan sträckorna, trots att armerade sträckor i de flesta mätningarna visar något lägre D0 (figur 8). Observera att skillnaden i nedsjunkningsformen mellan sträckorna leder till lägre krökningsradie (större skillnader mellan D0 och D300 för armerade sträckor trots att de visar lägre deflektioner (D0 och D300) än referenssträckan) för armerade sträckor. Notera också att krökningsradien från 2012 års mätningar visar att vägens tillstånd för alla sträckor är ungefär detsamma som innan åtgärd, vid jämförelse med mätningarna från juni 2000 (innan åtgärd). Det kan inte vara rimligt med avseende på skadekarteringen 2012 (redovisas i kap 5). Detaljerade fallviktsdata, beräknade töjningar och bakåträknade E- moduler redovisas i bilaga 7. Figur 10 Medelvärden av beräknade krökningsradier, D0 / D300,vid aktuell temperatur. 4.1.2 Vidareanalys av fallviktsdata Eftersom mätning med fallviktsapparat är en praktisk och en NDT (icke förstörande) metod utfördes en bredare analys utöver den rekommenderade proceduren i metodbeskrivningen VVMB 114. Flera enkla och praktiska parametrar rapporteras i litteraturen. En sammanfattning av parametrarna redovisas bl.a. av Kim et al (2001) för bedömning av vägars tillstånd från fallviktsmätningar. Beräkningen av differensen mellan D300 och D600, deflektioner i 300 mm och 600 mm från belastningscentrum, beskriver de obundna lagrens kondition och benämns BDI (Base Damage Index). (Kim et al 2001, Xu et al 2003) Ett högre BDI-värde tyder på svagare (sämre bärighet) obundet lager. Motsvarande mått för undergrunden är BCI VTI rapport 820 21

(Base Curvature Index) som anses vara en god indikator för undergrundens kondition (Kim et al 2001, Xu et al 2003). BCI värdet är skillnaden mellan D600 och D900 deflektioner. Figurer 11 och 12 illustrerar BDI och BCI utvecklingarna över tiden. En tendens till högre BDI och BCI för referenssträckan framgår vid de senaste mättillfällena i jämförelse med de armerade sträckorna. Det tyder på en snabbare nedbrytning av konstruktionen utan armering. Enskilda FWD-data från 2001, 2005 och 2012 presenteras i bilaga 7. Figur 11 BDI (Base Damage Index) utveckling över tid. Figur 12 BCI (Base Curvature Index) utveckling över tid. Ytterligare jämförelser mellan sträckorna beräknades från fallviktsmätningarna; dragtöjningarna i underkant av de bundna lagren, trycktöjningarna på obundna bärlagret och på terrassytan. Beräkningarna har utförts enligt formlerna framtagna inom The Asphalt Pavement Layer Condition Assessment Program (APLCAP) (Kim et al 2001, Xu et al 2003). Det gamla och mycket spruckna bundna bärlagret (AG) har här antagits som obundet bärlager, vilket kan ifrågasättas. Sambanden är enligt nedan: Dragtöjning i underkant asfaltbeläggning: Log( ac) = 0,3898*log(SCI) + 0,5930*log(BDI) + 0,6935*log(Hac) 0,0328*Hac + 1,3347 22 VTI rapport 820

Trycktöjning på obundet bärlager: Log( abc) = 0,4976*log(SCI) + 0,2910*log(BDI) + 0,5316*log(Hac) 0,0442*Hac + 2,1346 Trycktöjning på terrassytan: Log( sg) = 0,2811*log(BDI) + 0,6788*log(BCI) 0,0135*log(Hac) 0,0123*Habc + 2,2083 E-modul för bundna lager: ac abc sg SCI BDI BCI Eac Hac Habc dragtöjning i underkant asfaltbeläggning i mikrostrain Trycktöjning på obundet lager i mikrostrain Trycktöjning på terrassytan i mikrostrain (D0-D300 i mm), krökningsindex surface curvature index i 10-3 tum (mils) (D300-D600 i mm), base damage index i 10-3 tum (mils) (D600-D900 i mm), base curvature index i 10-3 tum (mils) styvhetsmodul för asfaltbeläggning i ksi (= 6,895 MPa) bundna lagers tjocklek i tum obundna lagers tjocklek i tum Figurer 13 15 visar de beräknade töjningarna i vägkroppen för jämförelse mellan sträckorna, baserade på fallviktsmätningarna över tiden från 2000 till 2012. De beräknade dragtöjningarna i underkant på beläggningarna och trycktöjningar på de obundna bärlagren (Figurer 13 och 14) visar ingen eller väldigt små skillnader inom respektive mättillfället. Figur 15a illustrerar trycktöjningar på terrassytan där framgår det att stålarmering har en viss effekt på reducering av töjningsnivå. Effekten ökar i takt med att vägens nedbrytning har fortskridit från 2003 års mätningar och senare. Vid mätningen 2012 var trycktöjningen på armerade sträckor 10 15 % lägre i jämförelse med referenssträckan (Figur 15b). Observera att sträcka 3 har under alla år visat lägsta töjningarna. Denna skillnad i trycktöjning kan ha en signifikant effekt på nedbrytning av vägen, särskilt med hänsyn till den mycket låga styvhetsmodulen hos undergrunden (se Figur 8). Sträcka 3 visar de lägsta töjningarna i jämförelse med sträcka 2 och 1 samt att sträcka 2 visar lägre töjningar än sträcka 1. Detta bör leda till längre livslängd hos de armerade sträckorna i jämförelse med referenssträckan utan armering. Det bör erinras att beläggningstjockleken är i genomsnitt 10 till 18 mm tunnare på referenssträckan än på sträcka 3 respektive sträcka 2 (se kap 3.1). Det har en mindre inverkan på påkänningarna på obundet lager och terrassen. Att armeringens effekt inte syns från dragtöjningen i underkant av beläggning och trycktöjningen i obundna lager tordes, bero på det spruckna gamla AG-lagret som påverkar mätningarna, dock behövs fler försök för att klarlägga och säkerställa orsaken. VTI rapport 820 23

Trycktöjning, m Dragtöjning, m Det kan också noteras att beräknade töjningar i underkant av beläggning enligt VVMB 114 och APLCAP metoderna visar en mycket god korrelation. Dock efter omräkning av töjningarna till en temperatur på 10 C visar APLCAP metoden orimliga omräkningsvärden. Omräkningen enligt VVMB visar rimliga omräknade värden till 10 C, se bilaga 7 för en djupare analys. 200 180 Lj1 Lj2 Lj3 160 140 120 100 80 60 21 C 8 C 5 C 12 C 5 C 19 C 10 C 14 C 25 C sep-00 nov-00 apr-01 okt-01 okt-02 sep-03 nov-05 okt-07 jul-12 Figur 13 Medelvärden av beräknade asfalttöjningar underkant beläggning enligt APLCAP samband vid mättemperatur. 680 580 Lj1 Lj2 480 380 280 180 80 21 C 8 C 5 C 12 C 5 C 19 C 10 C 14 C 25 C sep-00 nov-00 apr-01 okt-01 okt-02 sep-03 nov-05 okt-07 jul-12 Figur 14 Medelvärden av beräknade trycktöjningar på bärlagret enligt APLCAP metoden vid mättemperatur. 24 VTI rapport 820

Trycktöjning, m 220 200 180 160 140 120 100 80 Lj1 Lj2 Lj3 21 C 8 C 5 C 12 C 5 C 19 C 10 C 14 C 25 C sep-00 nov-00 apr-01 okt-01 okt-02 sep-03 nov-05 okt-07 jul-12 Figur 15a Medelvärden på beräknade trycktöjningar på terrassen enligt APLCAP metoden vid mättemperatur. Figur 15b Medelvärden av beräknad trycktöjning på terrassen i % av referenssträckans töjning vid mättemperaturer. 4.2 Töjningsmätning i väg 4.2.1 Asfalttöjningar Mätning av töjningarna i asfaltbeläggningen och i stålarmeringen har utförts vid en kontrollerad belastning med fallviktsapparat vid flera tillfällen, från september 2000 till juli 2012. Belastningen med fallvikt gjordes rakt över de monterade givarna med 3 olika belastningsnivåer, 30 kn, 50 kn och 65 kn. Den tvärgående asfalttöjningen mättes i tre sektioner per sträcka. Töjningen i stålarmeringen på sträcka 2 och 3 mättes med givare monterade parvis, tvärs- och längsgående, i fem sektioner per sträcka varav 3 sektioner sammanfaller med asfalttöjningsgivarna. Se bilaga 4 för givarnas placering. I Figur 16 redovisas enskilda uppmätta asfalttöjningarna (asfaltgivare) vid mättemperaturer på sträcka 1 3 under en fallviktsbelastning på 50 kn. Töjningsgivarna är belägna på den frästa ytan vid en djup på ca 160 mm och 170 mm i referenssträcka respektive armerade sträckor (Figur 6). Placering av töjningsgivarna på olika djup försvårar utvärdering av tillståndet och jämförelsen mellan sträckorna. I ett försök att ta hänsyn till skillnaderna i beläggningstemperatur mellan de olika mättillfällena har de uppmätta asfalttöjningarna justerats till en VTI rapport 820 25

referenstemperatur på 10 o C. Medelvärden av de omräknade asfalttöjningarna redovisas i Figur 17. Omräkningen bör användas med försiktighet, vilket noterats tidigare och i bilaga 7. De enskilda uppmätta och justerade töjningarna redovisas i bilaga 8. APLCAP metodiken (Kim et al 2001, Xu et al 2003) har använts för justering av töjningarna till 10 C. Sambandet nedan har använts för bestämning av justeringsfaktor för omräkning av töjning till 10 C. b i sambandet är lutningen för korrelation mellan log styvhetsmodul och temperatur baserad på modulvärden vid olika temperaturer enligt ATB väg (2005). Därefter justerades töjningarna till 10 C med justeringsfaktor ( ) enligt samband: 10 0.6411* b* T r T m Samband mellan styvhet och temperatur enligt ATB väg 2005 är Ms = 1,54*10 4 * e (-0,065*T) Log (Ms) = 4.27 0,02519 * T 10 = m/ Där är justeringsfaktor för töjning map temperatur Tr är en referenstemperatur, antagen 10 C Tm är temperatur vid mättillfället med fallviktsmätning grader Celsius Ms är styvhetsmodul för asfaltbeläggning, MPa T är temperatur, grader Celsius b är materialkonstant (= 0,02519) 10 är asfalttöjning vid 10 C m är asfalttöjning vid mättemperatur Mätningarna visar tydligt att töjningen ökar med tiden. Se Figurer 16 och 17. Referenssträckan visar en maxtöjning vid höstmätningen 2003. Därefter det är en tendens till minskade töjningar med en tydlig minskning vid 2007 års mätningar. Sektioner 1:2 och 1:3 visar en kraftig ändring, medan sektion 1:1 visar en måttlig utveckling. Det tyder på initiering av sprickor i sektion 1:2 och 1:3. När töjningar, i underkant beläggning, ökar under några år och sedan går ner tyder det på initiering av sprickor i underkant av beläggning. Det kan vara i närheten där givarna är placerade med konsekvensen att lastöverföringen i skiktet försämras. De armerade sträckorna visar en mycket låg utveckling i töjningarna och det är betydligt lägre töjningsnivåer än asfalttöjningar i referenssträckan (provsträcka 1). Skillnader i givarnas djupplacering från ytan kan till viss del försvåra jämförelsen mellan sträckorna, där placeringen av givarna närmare ytan gynnar referenssträckan, i jämförelse med de armerade sträckorna. Samtidigt har referenssträcka något tunnare asfaltbeläggning än de armerade sträckorna. Den totala beläggningstjockleken exklusive gamla AG-lager (sprucken) är i genomsnitt 158, 176 och 168 mm mm på sträcka 1, 2 och respektive 3, se Figur 6 och bilaga 5. Det föreligger även en skillnad mellan de två armerade sträckorna. Sträcka 2 med 26 VTI rapport 820

endast armering på K1 visar något högre töjningar än töjningarna i provsträcka 3 med heltäckande stålarmering över båda körfälten, K1+K2. Orsaken till skillnaderna mellan de båda armerade sträckorna är oklar. Det framgår dock i Figur 2 att avsnittet där sträcka 2 ligger, visade sämre fallviktsdata (D0) än de övriga två sträckorna även innan åtgärd med stålnät. Det finns även en relativt stor spridning inom respektive mättillfälle som medför ytterligare en osäkerhet, vilket bl.a. kan bero på varierande skadegrad i det gamla AG-lagret. Även om det finns en osäkerhet i givarnas placering i beläggningen och i justeringen av töjningarna med hänsyn till temperaturen, ser det ändå ut att finnas en tydlig skillnad mellan referenssträckan och de armerade sträckorna. Med hjälp av responsmätningar (töjningsmätningar) konstateras tydliga skillnader mellan sträckorna i töjningsnivåerna och utvecklingen av töjningarna över 12 års tid under uppföljningen. Notera att båda armeringssträckorna visar fortfarande efter 12 års trafik endast en måttlig utveckling av töjningarna medan de tre givarna i referenssträckan kan tyda på att beläggningen är sprucken (jfr senare med skadekartering). Analysen visar att de båda stålarmerade sträckorna visar lägre töjningar, vilket betyder bättre motstånd mot sprickor än referenssträckan. Utvecklingen och variationer i responsmätningarna kan delvis förklara svårigheten i analysen av fallviktsmätningarna och att det inte var några tydliga skillnader mellan sträckorna under de första åren efter förstärkning av vägen. Skillnaderna blev tydligare i takt med vägens nedbrytning. Rangordning av sträckorna i Figur 17 överensstämmer med rangordningen baserad på de flesta parametrarna från fallviktsmätningarna. Det konstateras också att de uppmätta töjningarna ligger lägre än de beräknade töjningarna från fallviktsdata i jämförelse med de båda analys metoderna VVMB 114 och APLCAP. Figur 16 Enskilda responsmätningar över tiden per sektion vid mättemperaturer. VTI rapport 820 27

Figur 17 Medelvärde av responsmätningar per sträcka över tiden omräknade till 10 C. 4.2.2 Stålnätstöjningar I Figur 18 visas ett exempel på de uppmätta töjningarna i asfalt och stålarmering från avsnitt med och utan armering vid ca 10 C. Avsnittet med stålarmering visar klart lägre asfalttöjning och dragtöjningar i stålnätet framgår i figuren. Det tyder på att stålnätet tar en del av belastningen. Dragtöjningen i stålarmering tyder på att stålnätet fungerar som en integrerad del av den bundna konstruktionen. Både asfalt- och ståltöjningarna är låga. För att ytterligare studera effekten av stålarmering har belastningen utförts vid tre olika belastningsnivåer, 30kN, 50 kn och 65 kn. I Figur 19 redovisas medelvärde på de uppmätta längs- och tvärgående töjningarna i stålnätet på provsträcka 2 och 3 från oktober 2001, vid en beläggningstemperatur på 12 C. De flesta ståltöjningsgivare slutade fungera efter några år. Det framgår i figuren att töjningar ökade ungefär proportionellt med ökad kraft. Det tyder på att nätet tar en del av belastningen och systemet med armerad asfalt fungerar tillfredställande. Provsträcka 3 visar lägre töjningar än provsträcka 2. Det är jämförbart med de uppmätta asfalttöjningarna och fallviktsmätningarna där sträcka 3 visade lägre asfalttöjningar än sträcka 2. Notera att storleken på de tvärgående töjningarna är lägre än längsgående töjningar. Teoretiskt sett borde de vara lika stora under en fallviktsbelastning. Det kan bero på att längsgående töjningsgivaren är monterad på undersidan av ståltråden medan den tvärgående töjningsgivaren är monterad på sidan av ståltråden, se kapitel 2.4. Det bör också noteras att töjningen i sträcka 2 är känsligare mot belastningen än töjningen i sträcka 3. Sträcka 2 har svagare underlag varför den kan bli känsligare för kraften och därmed bör nyttan med armering vara större. Generellt är ståltöjningsnivåerna mycket låga, liknande de låga uppmätta asfalttöjningarna. 28 VTI rapport 820

Figur 18 Exempel på töjningar från armerade och icke armerade sektioner vid samma belastning. Figur 19 Uppmätta töjningar i stålarmering vid en beläggningstemperatur på 12 C, oktober 2001. 4.3 Modellering 4.3.1 Reflex modell För att undersöka effekten av stålarmeringen i en vägkonstruktion vid dimensionering har en flerskiktslinjär elasticitetsmodell använts. För att inkludera effekten av stålnätsförstärkning i denna modell har stålnätet ersatts med ett ekvivalent lager (EL) (Zarghampour et al 2002). Den grundläggande idén för EL-konceptet är att ersätta armeringen med ett skikt av en viss tjocklek och en genomsnittlig styvhetsmodul som representerar stålet och de omgivande materialegenskaperna. De nödvändiga parametrarna för modelleringen är tjockleken (antas vara 10 mm), elasticitetsmodulen och kontraktionstalet (0,35) för skiktet. Elasticitetsmodulen för EL beräknas med följande ekvation: VTI rapport 820 29

E EL E stål I stål E I EL asfalt I asfalt I = a 3. b/12 Där EEL = styvhetsmodul av ekvivalenta lager, MPa Estål = Styvhetsmodul av stålstången, MPa (210 GPa) Easfalt = styvhetsmodul av asfaltlager, MPa Istål = tröghetsmoment av stålstång, mm 4 Iasfalt = tröghetsmoment av asfaltlager, mm 4 IEL = tröghetsmoment av ekvivalentlager, mm 4 a och b = stångens tvärsektionsdimensioner, höjd respektive bredd, mm Stålnäten hade en stångdiameter på 6 mm och rutstorleken var 100 x 100 mm. För beräkning av tröghetsmoment (I) omräknas stångens cirkulära area till ett fyrkantigt tvärsnitt enligt. r 2 =a. b där r = 3 mm samt att a och b blir lika med 6respektive 4,7 mm. Styvhetsmodul för det armerade bindlagret är 6177 MPa (medelvärdet av styvhetsmodul hos bindlagren enligt Tabell 2) och stålstångens elasticitetsmodul antas vara 210 GPa. Styvhetsmodul av ekvivalentlager (EEL) beräknas enligt samband; E EL = E stål 63 4,7 12 + E asfalt 63 (100 4,7) 12 6 3 100 12 E EL = 1 100 (E stål 4,7 + E asfalt 95,3) Töjningsberäkningar gjordes med programmet PMS Objekt (www.trafikverket.se), där töjningen i underkant av justeringslager jämfördes med de uppmätta i respektive mätpunkt. Lageruppbyggnaderna av konstruktionerna i varje mätpunkt och styvhetsmodulerna till PMSberäkningarna visas i Tabell 4. Variationen i de uppmätta lagertjocklekarna redovisas i bilaga 5. Styvhetsmoduler på de översta asfaltlagren bestämdes på borrkärnor (Tabell 2). Styvheten på det som finns kvar av det gamla AG-lagret hämtades från Mårtenssons skadeutredning (bilaga 3). Egenskaperna på undergrunden och den obundna överbyggnaden beräknades från tidigare fallviktsmätningar. Styvhetsmodulen för det ekvivalenta lagret beräknades till 15 757 MPa vid 10 C enligt sambandet ovan. De beräknade töjningarna vid varje mätpunkt med PMS Objekt presenteras i Figur 20. Det framgår att de armerade sträckorna visar lägre töjning i underkant av beläggning än referenssträckan. I genomsnitt har armerade sträckor ca 15 % lägre töjning än referenssträckan. 30 VTI rapport 820

Töjning ms I Figur 21 visas korrelationen mellan beräknade och uppmätta töjningar från oktober 2002 vid 8 C. Som synes är det stor skillnad i nivå mellan beräknad och uppmätt töjning. R 2 är endast 0,72 utan ett extremt värde. Orsaken kan vara att det är få data och stor spridning i resultaten. Däremot är de beräknade töjningarna för stora i jämförelse med de uppmätta. Fler mätningar behövs för att generalisera detta samband under förutsättningen att konstruktionen är intakt. Notera att detta samband har begränsad praktisk användning eftersom töjningarna i en vägkonstruktion ändras med tiden. Se fortskridning av nedbrytning som redovisas iffigurer 16 och 17, vilken måste ha betydelse vid framtagning av korrelation mellan beräknade och uppmätta töjningar. Däremot konstateras att modellering med ett ekvivalent lager för armering kan vara ett användbart sätt vid dimensionering av vägar som ett komplement till övriga utvärderingsmetoder och vid planering av underhållsåtgärd. Tabell 4 Lageruppbyggnad, styvhetsmoduler hos borrkärnor, beräknade töjningar med PMS Objekt och uppmätta töjningar. Lagertjocklekar, mm Styvhetsmodul, 10 C str1 p1 str1 p2 str1 p3 str2 p2 str2 p3 str2 p4 str3 p2 str3 p3 str3 p4 MPa Slitlager 50 50 45 50 50 45 48 50 45 4589 Bindlager 50 45 70 53 55 55 58 55 60 6177 Ekvivalentlager - - - 10 10 10 10 10 10 15757 Justeringslager 50 40 55 68 65 85 68 55 70 3000 AG-lager 88 90 55 83 85 95 93 90 85 650 Förstärkningslager 720 720 720 720 720 720 720 720 720 110 Undergrund 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 60 Beräknad töjning, PMS Obj, ms 193 208 191 170 169 155 162 173 165 Uppmätt töjning, ms 20 115 97 43,5 70 44,5 13 28 21,5 (okt 2002, 8 C) 220 200 180 160 140 120 100 str1 p1 str1 p2 str1 p3 str2 p2 str2 p3 str2 p4 str3 p2 str3 p3 str3 p4 Mätpunkt Figur 20 Beräknad beläggningstöjning med PMS Objekt med laboratoriemoduler vid 10C. VTI rapport 820 31

Figur 21 Korrelation mellan uppmätta (asfaltgivare okt 2002) och beräknade töjningar med PMS Objekt baserade på laboratoriemoduler och utan ett inringat extremt värde. 4.3.2 Töjningsprofiler För att ytterligare analysera mätningen av töjningarna i asfaltbeläggningen beräknades teoretiska töjningsprofiler med BISAR-programmet i beläggningen. Syftet är också att verifiera Reflex-modellen. Från resultatet av 2005 års fallviktsbelastning med 50 kn i de instrumenterade sektionerna (samma belastning som åstadkommit de uppmätta töjningarna), bakåträknades E-modulerna för asfaltbeläggningen, obundna överbyggnaden och undergrunden. Att 2005 års mätningar valdes för denna analys, beror på antagandet att konstruktionerna var så gott som hela utan sprickor enligt töjningsmätningar (Det konstaterades senare att en liten risk kan ha funnits för begynnelse av initialsprickor i referenssträckan sek 1:3 enligt Figur 16). Konstruktionernas lageruppbyggnad och variationen illustreras i Figur 6. Genomsnittet av lagertjocklekar användes sedan vid bakåträkningen för att beräkna töjningsprofiler i beläggningen. Notera från Figur 6 att bundna lager i stålarmerade konstruktioner är nästan 20 mm tjockare än i referenskonstruktionen. Effekten av stålnäten antas vara en del av de bundna lagren och bör påverka de beräknade styvheterna för de bundna lagren. I Tabell 5 redovisas bakåträknade lagermoduler, uppmätta och beräknade töjningar med avseende på placering av töjningsgivarna från ytan. Tabell 5 Uppmätta (okt 2005) och beräknade töjningar med bakåträknade moduler från fallviktsmätningar. Bakåträknade moduler, MPa str1 p1 str1 p2 str1 p3 str2 p2 str2 p3 str2 p4 str3 p2 str3 p3 str3 p4 Bitumenbundna 4240 3270 4000 4020 4450 4410 4120 4340 5290 Obundna 114 132 126 110 97 103 153 148 92 Undergrund 46 46 51 52 54 51 49 50 53 Mättpunkt från ytan, m 0,150 0,135 0,170 0,171 0,17 0,185 0,174 0,16 0,175 (givarensplacering) Uppmätt töjning, ms 31,53 128,66 80,51 46,14 75,49 72,06 16,59 30,69 14,10 (okt 2005, 10 C) Ber. Töjning BISAR, ms 44,17 33,82 57,36 43,56 43,56 51,09 41,69 35,16 41,69 32 VTI rapport 820

I Figur 22 redovisas de beräknade och uppmätta töjningar (okt 2005). Det är få värden och variationen är stor men töjningarnas storlek är ganska lika stora inom mätområdet utom ett extremt värde. Dock behövs fler undersökningar för att säkerställa sambandet. Figur 22 Korrelation mellan uppmätta (asfaltgivare okt 2005) och beräknade (BISAR) töjningar BISAR programmet baserade på beräknade moduler från fallviksnedsjunkningar och utan ett inringat extremt värde. För en tydligare jämförelse mellan konstruktionerna redovisas i Figur 23 de beräknade töjningsprofilerna som medelvärde per sträcka för 50 kn fallviktsbelastning i de tre mätpunkterna. Det är endast en liten skillnad mellan de beräknade töjningsprofilerna inom respektive provsträcka, vilket gör att medelprofilen får anses representativ för sträckan. Kurvorna visar på en viss skillnad i töjningsprofil mellan sträckorna där de största töjningarna beräknats på sträcka 1 och de lägsta på sträcka 3. I figur 24 26 redovisas den beräknade töjningsprofilen baserad på E-moduler från fallviktsmätningarna på respektive sträcka tillsammans med de uppmätta asfalttöjningarna i de tre punkterna. VTI rapport 820 33

Horisontell töjning (µm/m) -150-100 -50 0 50 100 150 0.00 0.05 0.10 Djup (m) 0.15 Str1 Str2 Str3 0.20 0.25 0.30 Figur 23 Beräknad töjningsprofil i asfaltbeläggningen. Medelprofil per sträcka. Töjningsgivarna är placerade under justeringslager, vilket betyder ca 160 170 mm från ytan. De uppmätta töjningarna har justerats i höjdled till att passa den beräknade töjningsprofilen. Givarnas verkliga exakta position i djupet kan inte fastställas pga. de stora variationerna i lagertjocklekarna, se Figur 6. Resultatet av anpassningen av givarnas placering i förhållande till uppmätt töjning är att töjningsgivarna teoretiskt ska ligga på nivån 190 mm i genomsnitt på sträcka 1, vilket inte är så långt från den verkliga nivån som enligt borrkärnorna bör vara ca 170 mm. Det är dock en stor spridning i de beräknade nivåerna på sträcka 1, från 130 mm till 240 mm. På sträcka 2 är den teoretiskt beräknade nivån på töjningsgivarna i medeltal 200 mm, med endast en liten spridning (180 210 mm). Det stämmer relativt bra med den verkliga nivån som erhållits från borrkärnorna på i genomsnitt 190 mm från ytan ner till nivån med givarna. Den beräknade teoretiska nivån på sträcka 3 är i medeltal 130 mm (120 150 mm), vilket inte riktigt stämmer med den verkliga nivån som bör ligga på ca 175 mm enligt borrkärnorna. Med utgångspunkt från de uppmätta töjningarna kan man säga att de uppmätta töjningarna på sträcka 1 och 2 i medeltal visar relativt god överensstämmelse mellan mätt och beräknad asfalttöjning, med möjligen något för låga beräknade töjningar. På sträcka 3 däremot ser de beräknade töjningarna ut att var för stora i jämförelse med de uppmätta. 34 VTI rapport 820

Horisontell töjning (µm/m) -150-100 -50 0 50 100 150 0.00 0.05 Djup (m) 0.10 0.15 0.20 Mv Ber töj 1;2;0 1;3;0 1;4;0 0.25 0.30 Figur 24 Beräknad och uppmätt töjning på sträcka 1. Horisontell töjning (µm/m) -150-100 -50 0 50 100 150 0.00 0.05 0.10 Djup (m) 0.15 0.20 Mv Ber töj 2;2;0 2;3;0 2;4;0 0.25 0.30 Figur 25 Beräknad och uppmätt töjning på sträcka 2. VTI rapport 820 35

Horisontell töjning (µm/m) -150-100 -50 0 50 100 150 0.00 0.05 Djup (m) 0.10 0.15 0.20 Mv Ber töj 3;2;0 3;3;0 3;4;0 0.25 0.30 Figur 26 Beräknad och uppmätt töjning på sträcka 3. 4.3.3 jämförelse mellan analysmetoder Att utvärdera tillståndet med avseende på bärighet i en befintlig konstruktion med flera underhållsåtgärder under en relativ lång tid, är mycket komplicerad men det är ett vanligt förekommande fall och måste studeras. Baserad på fallviktsdata, töjningsmätningar och laboratorieundersökningar har tillståndet utvärderats på olika sätt i syfte att klarlägga effekten av stålarmering på bärigheten/nedbrytningen och verifiering av Reflex-modellen för praktisk användning. Den ena metoden är användning av bakåträknade moduler från fallviktsmätningar och uppmätta lagertjocklekar som har använts vid beräkning av töjningsprofiler, som en metod för tillståndsbeskrivning av en befintlig väg utan hänsyn till existens av stålnät i konstruktionen. Metoden är intressant och praktisk för tillståndsbeskrivning av befintliga konstruktioner. Det andra sättet är modellering av en armerad konstruktion genom ersättning av stålnätet med ett ekvivalent lager. Lagermoduler kan vara antagna eller bestämda i laboratoriet hos borrprov från beläggningar. Denna metod kan vara praktiskt vid dimensionering och val av förstärkningsåtgärd av ett vägobjekt. Båda analysmetoderna visar samma rangordning av konstruktionerna. Uppskattningsvis visar armerade konstruktion minst ca 10 15 % lägre töjningar än oarmerad konstruktion i underkant beläggning enligt detta arbete. Det är också en indikation på att Reflex-modellering ger en rimlig uppskattning av stålarmeringens effekt på töjning i underkant av en beläggning hos provvägen, vilket har stort betydelse för livslängden. Validering av metodiken genom tillståndsuppföljning hos ytterligare provsträckor med olika konstruktioner och material kan vara värdefull. 4.4 Tvärprofilmätningar med Primal Med VTIs tvärprofilmätare Primal (Figur 27) mättes 5 stycken tvärprofiler på varje sträcka i högra körfältet, K1. Vägens tvärprofil (K1) har mätts före förstärkningsåtgärden år 2000 och 36 VTI rapport 820

vid åtta tillfällen efter åtgärden fram till 2012. Spårbildningen innan åtgärd var väldigt kraftig med störst spår på avsnittet för sträcka 2 (detta avsnitt uppvisade också störst D0 vid fallviktsmätning 2000). Tvärprofilerna visade att spåren huvudsakligen orsakats av strukturell nedbrytning av den tunga trafiken. Efter förstärkningsåtgärden har vägen en betydligt mindre spårbildning även om den ökat betydligt senaste åren, se Figur 28. Även om inte spåren är lika kraftiga som innan förstärkningsåtgärden 2000, har de under de 12 årens trafik ökat till närmare 20 mm i medeltal för referenssträcka 1 som har de djupaste spåren. Figur 27 Tvärprofilmätning med Primal..(Foto: Håkan Carlsson). I bilaga 9 redovisas samtliga uppmätta profiler från första mättillfället efter åtgärden 2000 samt från senaste mättillfället 2012. Profilerna och spårens utseende är typiska för det högra körfältet på en motorvägssektion. Det vänstra spåret är något smalare och djupare medan det högra något bredare men grundare. I det vänstra spåret sammanfaller hjulspåret för personbilstrafiken med slitage och lastbilstrafiken med deformationer. Eftersom det är skillnad i spårvidd på trafiken blir det ett högerspår närmare mitten orsakat av personbilstrafiken och ett högerspår närmare kanten orsakat av deformationer av den tunga trafiken. Därav ett bredare högerspår. VTI rapport 820 37

Medelspårdjup (mm) -35.0-30.0-25.0-20.0-15.0-10.0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3-5.0 0.0 Figur 28 Uppmätt spårdjup. Medelvärde av vänster och höger spår. Fram till senaste profilmätningen har vägen trafikerats i ca 12 år. Spårdjupstillväxten under denna tid är ca 14 17 mm med en relativt linjär utveckling efter de första åren. Se Figurer 28 och 29. Utslaget på tiden sedan åtgärden 2000 betyder det ca 1,2 1,4 mm spårtillväxt per år, sammantaget av både slitage av dubbdäck och deformation av tung trafik. Någon mätning av slitaget (nötning av dubbdäck) har inte utförts på sträckorna men ett uppskattat dubbdäcksslitage bör vara ca 0,5 mm spårslitage per år i genomsnitt och det bör vara likartat på alla tre sträckorna. Det betyder att ca 30 40 % av spårdjupstillväxten skulle utgöras av dubbdäcksslitage och återstående del av deformation från den tunga trafiken Spårdjupsökning på de olika provsträckorna i genomsnitt per år, från oktober 2001 till juli 2012, redovisas i Figur 30. För att minska effekten av efterpackningen vid jämförelse mellan sträckorna har deformationen under första året (september 2000 oktober 2001) inte räknats in i spårdjupsökningen. Spårdjupsökningen är för period från 2001 i genomsnitt 1,65, 1,40 och 1,23 mm per år för referenssträcka 1, sträcka 2 respektive sträcka 3. De armerade konstruktionerna visar i genomsnitt 15 25 % lägre spårtillväxt per år efter den initiala spårbildningen första året. Det finns en tydlig trend till skillnad i spårdjupsutveckling mellan sträckorna. Spårdjupet på referenssträckan, sträcka 1, tenderar att efter ett par inledande år öka något snabbare än på de båda stålarmerade sträckorna 2 och 3. En liknande utveckling kan också utläsas under de senaste åren för spårdjupsökningen på sträcka 2 och 3. Där framgår att spårdjupsökningen är något lägre på sträcka 3 med armering över hela vägbredden, än på sträcka 2 med armering bara i högra körfältet. Notera enligt ovan att spårdjupet på sträcka 2 innan åtgärd var väldigt kraftigt och uppvisade största D0. Gränsvärde för spårdjup med mätbil enligt Trafikverkets Underhållsstandard (2011) är 13 mm för vägar med en ÅDT > 8000 och en skyltad hastighet på 110 km/h. Det kan vara osäkert att jämföra spårdjupa mätta med mätbil och Primal. Primal används på objektsnivå för högre noggrannhet. Vid 13 mm håller sträcka 3 minst 2 år längre än sträcka 1 under 11 år. 38 VTI rapport 820

Spårdjupsökning mm/år Sträcka 2 håller nästan 1 år längre än sträcka 1 trots att sträcka 2 har betydligt sämre förutsättningar från början (kraftiga spår och störst D0). Figur 29 Spårdjupsökning, medelvärde av vänster och höger spår. 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Figur 30 Spårdjupsökning per år på provsträckorna. För att ytterligare jämföra spårutvecklingen på de olika sträckorna beräknades skillnaden i spårdjupsökning på de båda armerade sträckorna (2 och 3) i förhållande till referenssträckan (1). Den relativa spårdjupsutvecklingen presenteras i Figur 31. Efter de första årens något varierande skillnader ser det ut som att det de senaste åren har stabiliserats så att de armerade sträckorna har ca 10 20 % mindre spårdjupsökning än referenssträckan utan armering. Det kan också uttryckas i tiden till nästa åtgärd. För att uppnå till 14 mm spårdjup tar det i genomsnitt ca 1,5 år längre tid för armerade sträckor. VTI rapport 820 39

Ökning rel. referens 20% 15% 10% 5% 0% 2000-5% 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014-10% -15% -20% -25% -30% -35% Sträcka 2 Sträcka 3 År Figur 31 Spårdjupsökning på armerade sträckor relativt oarmerad referenssträcka. 40 VTI rapport 820

5 Okulär tillståndsbedömning Vid senaste mättillfället 2012 utfördes också en okulärbesiktning av tillståndet på de tre provsträckorna. Inspektionsprotokollen från den okulärbesiktningen redovisas i bilaga 10. Samtliga sträckor hade ett omfattande stensläpp i slitlagret (Figurer 32 35) och var i behov av att åtgärdas. Detta gjordes också senare 2012 genom att befintligt slitlager frästes bort och ersattes med ny drän-beläggning. Sträcka 1 (referens) hade kraftigt med stensläpp och slitlagret var i dåligt skick med tydliga brister i beständigheten. Avsnittet hade en kraftigt framträdande spårbildning. I vänster hjulspår fanns det en omfattande sprickbildning med längsgående sprickor. Även i höger hjulspår förekom en del längsgående sprickor. Det tyder på lastrelaterade sprickor. Den längsgående beläggningsskarven mellan K1 och K2 var i mycket dåligt skick och bitvis förseglad. Med hänsyn till den omfattande sprickbildningen var sträcka 1 (referens) i mycket sämre skick än de armerade sträckorna 2 och 3. Figur 32 Skador på sträcka 1, oarmerade referenssträckan..(foto: Håkan Carlsson). Sträcka 2 (armerad i K1) hade ett omfattande stensläpp i slitlagret, som var i dåligt skick. Det förekom ingen tydlig sprickbildning på sträckan, även om det fanns någon enstaka fin längsgående spricka. Sträckan hade en framträdande spårbildning och det förekom ett par rostfläckar som kan härstamma från stålarmeringen. Beläggningsfogen mellan K1 och K2 var sprucken, även om den tidigare hade förseglats. Den var dock inte i lika dåligt skick som på sträcka 1. VTI rapport 820 41

Figur 33 Skador på sträcka 2, armerade K1 provsträcka..(foto: Håkan Carlsson). Sträcka 3 hade en liknande skadebild som sträcka 2, med ett omfattande stensläpp i ett dåligt slitlager. På sträckan förekom dock ett par tvärgående finare sprickor som kunde härröra från skarvarna i stålarmeringen, vilket inte var synligt på sträcka 2. På sträcka 3 förekom det också rostfläckar (Figur 35) samt att beläggningsfogen mellan K1 och K2 var sprucken. Dock inte i samma omfattning som på sträcka 2 och främst på sträcka 1. Den okulära tillståndbedömnigen visade sammantaget att sträcka 1(referens) hade en mer omfattande skadebild än sträckorna 2 och 3 med armering med avseende på sprickor som kan relateras till belastningen från den tunga trafiken. Det är samtidigt ingen tydlig skillnad mellan sträckorna med armering. 42 VTI rapport 820

Figur 34 Skador på sträcka 3 med tvärgående spricka, armerad i K1+K2..(Foto: Håkan Carlsson). Figur 35 Rostfläckar på armerat avsnitt..(foto: Håkan Carlsson). VTI rapport 820 43

6 Slutsatser Den här provvägen, E6 Ljungskile Bratteforsån Lyckorna, har utförts i syfte att använda stålnät i bundna lager för att på ett kostnadseffektivt sätt öka bärigheten i vägkroppen och motverka sprickor och spårbildning i vägytan. En förstärkning har utförts av den svårt skadade vägen. Provvägen omfattar tre provsträckor med samma uppbyggnad fast med och utan armering genom inläggning av ett armeringsnät av stål som en del av de nya beläggningslagren vid underhållsåtgärden. Vägen förstärktes hösten 2000 och har sedan följts upp under de 12 år som den hittills trafikerats med en ÅDT på ca 13 000 fordon 2012. Provvägen har tre olika provsträckor: Provsträcka 1, referenssträcka utan armering Provsträcka 2, heltäckande stålarmering i K1 (mycket kraftigare spårbildning och D0 i jämförelse med sträcka 1 och 3) Provsträcka 3, heltäckande stålarmering i K1 + K2 Uppföljningen och utvärdering har skett främst ur bärighetssynpunkt/tillståndsförändring genom fält- och laboratoriemätningar och analys av mätdata. Tillståndsutvecklingen har utvärderats genom fallviktsmätningar, spårdjupsmätningar och mätning av töjningar från asfalt- och stålstöjningsgivarna vid flera tillfällen. Uppföljning med fallviktsmätningar under de första åren visar inga nämnbara skillnader mellan provsträckorna. Vare sig deflektionsbassänger, beräknade töjningar eller beräknade styvhetsmått såsom krökningsradie, BDI (Base damage Index) och BCI (Base Curvature Index) visade några tydliga skillnader mellan sträckorna. I takt med vägens nedbrytning över tid blev tendensen till skillnader mellan sträckorna tydligare, särskild under de senaste mättillfällena. Resultaten från analys av fallviktsmätningar under senare mättillfällen visar tydliga skillnader mellan sträckorna främst genom D0, BDI och BCI. De armerade provsträckorna uppvisade 10 15 % lägre trycktöjningar på undergrunden och obundna lager. Töjningsutveckling i underkant av beläggning, från mätningarna med töjningsgivarna i asfaltbeläggningen, visar utvecklingen av nedbrytning i varje provsträcka. Töjningsutvecklingarna visar tydligt när skillnader i töjningsgivarna har inträffat mellan provsträckorna. Mätningarna visar tydligt att töjningar ökar i takt med att vägens nedbrytning fortskrider. Endast referenssträckan visar ett toppvärde på töjningsnivån och som sedan fortsätter att minska i takt med tiden. Toppvärden från givarna noterades redan efter 3 4 års trafik. Det tyder på sprickutveckling i underkant av beläggningen. Töjningsutveckling i armerade sträckor har ökat hela tiden (ingen topp) som kan tyda på att sprickor inte har initierats än i någon större omfattning. Mätningarna på töjningsgivarna på stålarmeringen visar generellt mindre töjningar på provsträcka 3 än på provsträcka 2. Töjningarna är dock relativt små och bör främst antas vara ett tecken på att stålarmeringen tar upp en del av påkänningen i vägkroppen och att samverkan mellan stålarmeringen och asfaltbeläggningen fungerar i en stålarmerad asfaltskonstruktion. Det bekräftar att armeringens roll kan vara att ta en del av de påkänningar som uppstår i lagret vid en belastning. För modellering av provsträckorna har teoretiska töjningar i underkantens beläggning beräknats och sedan jämförts med uppmätta töjningar under motsvarande belastning genom två lite annorlunda beräkningsmetoder. Vid det ena sättet beräknades töjningsprofiler under en standardlast. Lagermoduler för teoretiska beräkningar har beräknats från fallviktsmätningarna med hänsyn till verkliga tjocklekar uppmätta på borrkärnor. Antagandet är att stålnätet direkt påverkar lagermoduler och någon mer hänsyn till stålnätet i konstruktionen behövs inte 44 VTI rapport 820

göras. Rimlig överensstämmelse mellan mätt och beräknad töjningsprofil för asfalttöjning har konstaterats. Denna metod kan vara praktisk vid utvärdering av befintliga vägar. Det andra sättet är vid dimensionering av en vägkonstruktion där nyttan av armering med avseende på vägens livslängd undersöks. Lagermoduler bestämdes hos borrkärnor från vägsträckorna. Armeringen representeras genom ett ekvivalent lager. I genomsnitt har de armerade sträckorna visat ca 15 % lägre töjning i underkantens beläggning än referenssträckan. Effekten av det blir en förlängning av vägens livslängd med avseende på sprickor. Det kan konstateras att modellering med ett ekvivalent lager för armering kan vara ett användbart sätt för praktisk verksamhet vid dimensionering av vägar som ett komplement till övriga utvärderingsmetoder och vid planering av åtgärd. Tvärprofilerna på vägytan visar att spåren huvudsakligen har orsakats av strukturell nedbrytning av den tunga trafiken. De armerade konstruktionerna visar i genomsnitt 15 25 % lägre spårtillväxt per år. Sträcka 2 med betydligt sämre förutsättningar tog nästan ett år mer för att uppnå 13 mm spårdjup medan sträcka 3 tog drygt två år mer för att uppnå 13 mm spårdjup än sträcka ett under observationstiden på 12 år. Eftersom sträcka 2 hade sämre förutsättningar kan slutsatsen vara att det tog ca 2 år för de armerade sträckorna att uppnå samma spårdjup som referenssträckan under en 12 års period. VTI rapport 820 45

Referenser Jansson H. 1996, Redovisning av fallviktsmätning på E6 vid Ljungskile, VTI utlåtande 626-1996, (bilaga 1). Enocksson C-G.1996, Skadeutredning E6 syd om Ljungskile, VV PM sep-1996 (bilaga 2). Mårtensson B., 1999, E6 Ljungskile, delen Brattforsån Lyckorna trafikplats, bärighetsdimensionering, diskussion, VV Konsult/BoB PM 1999, (bilaga 3). Bergeå, H., B. Carlsson, K. Olofsson, S. Johansson och Å. Sandin, 1996, Rätt och Slätt, stålarmering mot sprickor, Svenska Kommunförbundet, Stockholm Sandberg, J. och P. Björnfot, 2004, Sprickfri och bärig väg med stålarmering, Vägverket, Borlänge Gustafson, K. S. Said, H. Zarghampour, J. Elsander, J. Sandberg, S. Salmenkaita, D. Russwurm, L. Bianco, B. Lechner, and M. Russiani, 2002, Reinforcement of flexible road structures with steel fabrics to prolong service life: Guidelines. Final report Statens väg- och transportforskningsinstitut, REFLEX report T9:02, VTI Linköping, 2002 http://www.vti.se/reflex/ Said, S. F. and S. Johansson, 2001, Performance of full scale test roads: Final report, Statens väg- och transportforskningsinstitut, REFLEX report T6:02, Linköping, 2001 http://www.vti.se/reflex/ Said, S.F., S. Johansson and M. Russiani, 2002, Performance of Full Scale Test Roads REFLEX (EU-projekt) Final Report T6:03, http://www.vti.se/reflex/2002 Said, S.F., H. Zarghampour, S. Johansson, H. Hakim & H. Carlsson, 2002, "Evaluation of Pavement Structure Reinforced with Steel Fabrics" Proceeding of the 6th Int. Conf on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, Lissabon juni 2002 Said, S. F., H. Carlsson och S. Johansson, 2003, Stålnätsarmering av väg E6 Ljungskile, Bratteforsån Lyckorna VTI notat 33, VTI Linköping, 2003 S. Said, S. Sundberg, S. Johansson, H. Jansson och J. Svensson,,2003, Stålarmering av Väg 600, Sundom VTI notat 30, VTI Linköping 2003. Said, S.F., R. Mallardo, M. Maliszewski, S. Lenart and L. Bianco, 2009, long-term performance of reinforced pavements, EU-project SPENS Contract No. 031467, www.spens.fehrl.org, 2009 Said, S., H. Carlsson and H. Hakim, 2009, Performance of flexible pavements reinforced with steel fabric Proceeding of the 8th Int. Conf. on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, Champaign, Illinois, USA, 2009 Kim, Y. R., S. R. Ranjithan, J. D. Troxler, and B. Xu, 2001, Assessing Pavement Layer Condition Using Deflection Data NCHRP project 10 48 Final Report, TRB national Research Council, Washington D. C. Xu, B., S. R. Ranjithan, and Y. R. Kim, 2003, using the asphalt pavement layer condition assessment program, TRR 1860, J. of the TRB, Washington D. C. pp 66-75. Zarghampour, H., J. Elsander, P. Kolisoja, B. Lechner and S. Nesslauer, 2002, Modelling of flexible pavement reinforced by steel net, REFLEX Report T7:02, Final report, VTI Linköping, http://www.vti.se/reflex/ Underhållsstandard belagd väg, 2011, Trafikverket Publikation 2012:074 46 VTI rapport 820

VTI rapport 820 Bilaga 1 Sida 1 (14)

Bilaga 1 Sida 2 (14) VTI rapport 820

Bilaga 4 Sida 1 (1) Töjningsgivarnas positioner Givarnas positioner Avstånd från avsnittets början i söder Punkt 1 Punkt 2 Punkt 3 Punkt 4 Punkt 5 Referens, Str1 H-Giv H-Giv H-Giv Längdled, m 90 110 130 Armerad K1, Str2 SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 SSG 1 & 2 Längdled, m 229,26 250,38 269,58 290,7 309,9 Armerad K1+K2, Str3 SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 H-Giv,SSG 1 & 2 SSG 1 & 2 Längdled, m 329,1 350,22 369,42 390,54 409,74 H-Giv är asfalttöjningsgivare från Dynatest, Danmark SSG 1 är ståltöjninggivare i längdled och är placerad på undersidan av armeringen SSG 2 är ståltöjningsgivare i tvärled och är placerad på sidan av armeringen Stålgivare är av typ trådtöjningsgivare tillverkad av Kyowa KFG-3-120-C1-11L1M2R Alla givare är placerade i höger hjulspår (2 m från kanten) SSG2 SSG1 Ståltöjningsgivare monterade på en ruta, undersidan upp. Asfalttöjningsgivare monterad på fräst yta. VTI rapport 820

Bilaga 5 Sida 1 (1) Uppmätta lagertjocklekar E6 Ljungskile 2000-09. Lagertjocklekar borrkärnor. Sträcka 1. Sektion 0/060-0/160 Borrsektion x:y 2,146:64 1,073:77 1,943:107 2,059:110 2,233:138 0,667:153 0,29:158 Medel Ny beläggning Borrkärna nr 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 mm mm ABD16/B85 50 50 50 50 45 50 50 49 ABb16/B85 50 50 50 45 70 50 50 52 ABT11/B180 70 70 30 40 55 30 30 46 ABT11/B180 0 0 0 0 0 35 35 10 AG-lager 1 80 40 40 40 55 40 45 49 AG-lager 2 0 45 50 50 0 45 50 34 Tot tjocklek 250 255 220 225 225 250 260 241 Sträcka 2. Sektion 0/220-0/320 Borrsektion x:y 2,146:224 1,073:237 1,943:267 2,059:270 2,233:298 0,667:313 0,29:318 Medel Ny beläggning Borrkärna nr 2:1 2:2 2:3 2:4 2:5 2:6 2:7 mm mm ABD16/B85 52 50 50 50 45 45 50 49 ABb16/B85 50 55 50 55 55 55 55 54 ABT11/B180 53 65 70 65 50 65 75 63 176 ABT11/B180 0 0 0 0 35 40 0 11 AG-lager 1 55 80 45 45 50 55 55 55 AG-lager 2 0 0 40 40 45 50 45 31 Tot tjocklek 210 250 255 255 280 310 280 263 Sträcka 3. Sektion 0/320-0/420 Borrsektion x:y 2,146:324 1,073:337 1,943:367 2,059:370 2,233:398 0,667:413 0,29:418 Medel Ny beläggning Borrkärna nr 3:1 3:2 3:3 3:4 3:5 3:6 3:7 mm mm ABD16/B85 45 50 45 50 45 50 46 47 ABb16/B85 60 55 60 55 60 52 55 57 ABT11/B180 60 80 55 55 70 65 65 64 168 AG-lager 1 40 55 50 50 45 50 50 49 AG-lager 2 40 40 40 40 45 50 50 44 Tot tjocklek 245 280 250 250 265 267 266 260 158 VTI rapport 820

Bilaga 6 Sida 1 (1) Styvhetsmodul och hålrumshalt från borrkärnor Sträcka Provnummer Skrym Styvhetsmodul Styvhetsmodul, 1år Hålrum g/cm³ MPa, 10 C MPa Vol-% 1 Bin1:1 2,360 4395 4798 4,8 Bin1:2 2,409 5057 5522 2,9 Bin1:3 2,386 5000 5459 3,8 Bin1:4 2,379 5157 5631 4,1 Bin1:5 2,357 3848 4201 5,0 Bin1:6 2,377 4310 4706 4,2 Bin1:7 2,373 4902 5352 4,3 2,377 4667 5096 4,1 0,017 488 533 0,7 2 Bin2:1 2,439 5216 5695 1,7 Bin2:2 2,406 6562 7165 3,0 Bin2:3 2,463 7487 8175 0,7 Bin2:4 2,461 7561 8255 0,8 Bin2:5 2,418 5314 5802 2,5 Bin2:6 2,437 7506 8196 1,7 Bin2:7 2,458 7312 7984 0,9 2,440 6708 7324 1,6 0,022 1043 1139 0,9 3 Bin3:1 2,450 6545 7146 1,2 Bin3:2 2,443 7132 7787 1,5 Bin3:3 2,452 5259 5742 1,1 Bin3:4 2,449 5389 5884 1,3 Bin3:5 2,446 5215 5694 1,4 Bin3:6 2,454 5021 5483 1,0 Bin3:7 2,434 4614 5038 1,8 2,447 5596 6111 1,3 0,007 899 982 0,3 1 Dr1:2 3772 4119 Dr1:6 4056 4429 2 Dr2:1 3969 4334 Dr2:3 4650 5077 3 Dr3:2 4538 4955 Dr3:4 4230 4619 4203 4589 339 370 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 1 (14) Beräknade resultat från fallviktsmättningarna Enskilda data från mätningarna 2001, 2005 och 2012 samt beräknade beläggningstöjningar från fallviktsmätningarna enligt TRVMB 114 metod och enligt APLCAP algoritmer före och efter omräkning till 10 C redovisas. FWD-mätning 2001 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 4 Provsträcka: Lj1 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: AS Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet, duggregn Date Created : 18-04-2001 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 65 3 51.4 357 334 320 291 270 223 187 6.8 4.4 16 84 1 090 15.15 11.49 92 75 3 51.4 301 276 268 245 231 197 167 6.8 4.5 19 76 1 214 17.86 14.29 82 85 3 51.1 344 321 309 280 261 218 184 6.3 4.4 16 82 1 155 15.63 12.05 89 95 3 51.1 383 362 350 320 300 250 210 6.6 4.4 13 79 1 246 15.87 12.05 87 105 3 51 348 334 319 291 270 227 189 7.3 4.4 15 76 1 422 17.54 12.82 83 115 3 51.3 382 355 337 305 283 236 198 5.9 4.4 14 93 882 12.99 10.10 103 125 3 50.9 348 326 314 285 267 226 190 5.5 4.7 15 80 1 194 15.87 12.35 87 135 3 50.9 341 315 303 278 260 221 183 5.7 4.7 16 82 1 052 15.87 12.35 89 145 3 50.8 345 317 303 274 252 212 184 6.1 4.7 17 90 941 14.08 10.75 98 155 3 50.9 374 341 327 293 271 224 187 5.9 4.9 16 97 837 12.35 9.71 105 Medel 51.1 352 328 315 286 267 223 188 6.3 4.6 16 84 1103 15.32 11.80 91 Min 50.8 301 276 268 245 231 197 167 5.5 4.4 13 76 837 12.35 9.71 82 Max 51.4 383 362 350 320 300 250 210 7.3 4.9 19 97 1422 17.86 14.29 105 Std.avv. 0.2 24 24 22 20 18 14 11 1 7 181 1.77 1.35 8 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 2 (14) Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 4 Provsträcka: Lj2 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: AS Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet, duggregn Date Created : 18-04-2001 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 225 3 51.3 258 226 213 190 172 142 121 6.2 6.8 31 92 826 14.71 11.63 95 235 3 50.8 354 327 315 286 267 223 188 7.0 7.1 16 85 1 027 14.71 11.49 88 245 3 50.8 355 330 316 286 265 222 186 6.3 7.1 16 87 1 027 14.49 11.11 90 255 3 50.7 377 351 334 305 281 238 197 6.0 6.2 14 91 927 13.89 10.42 96 265 3 50.8 385 355 338 306 284 237 197 6.4 7.1 14 95 841 12.66 9.90 99 275 3 50.3 364 345 332 302 280 234 194 6.3 6.6 15 80 1 283 16.13 11.90 83 285 3 50.4 369 339 326 296 275 230 192 5.7 6.9 15 90 925 13.70 10.64 94 295 3 50.2 361 335 319 290 267 221 185 5.3 6.1 16 90 947 14.08 10.64 95 305 3 50.0 369 344 329 295 269 220 183 5.4 6.1 16 92 1 003 13.51 10.00 97 315 3 50.1 321 298 288 261 244 206 173 5.9 6.4 18 79 1 223 16.67 12.99 82 Medel 50.5 351 325 311 282 260 217 182 6.1 6.6 17 88 1003 14.45 11.07 92 Min 50.0 258 226 213 190 172 142 121 5.3 6.1 14 79 826 12.66 9.90 82 Max 51.3 385 355 338 306 284 238 197 7.0 7.1 31 95 1283 16.67 12.99 99 Std.avv. 0.4 37 38 37 35 33 28 23 5 5 149 1.20 0.95 6 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 4 Provsträcka: Lj3 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: AS Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet, duggregn Date Created : 18-04-2001 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 325 3 50.0 368 336 323 288 268 220 183 5.7 6.9 16 94 878 12.50 10.00 335 3 50.2 332 308 295 268 251 212 180 5.7 6.6 17 82 1 081 15.63 12.35 345 3 50.0 347 320 309 282 261 217 184 6.0 6.9 16 85 1 055 15.38 11.63 355 3 50.0 360 329 317 288 266 222 187 5.5 6.6 16 91 922 13.89 10.64 365 3 49.8 356 326 312 283 264 223 187 5.5 6.8 16 90 896 13.70 10.87 375 3 50.1 360 328 317 288 267 223 187 5.9 6.6 16 90 922 13.89 10.75 385 3 49.6 344 311 300 274 254 215 184 6.3 6.9 16 90 892 14.29 11.11 395 3 49.9 360 330 317 286 264 221 186 6.8 7.1 16 92 922 13.51 10.42 405 3 49.9 329 302 290 267 248 211 180 5.0 7.1 17 83 1 017 16.13 12.35 415 3 49.8 326 298 286 262 243 205 175 6.4 6.8 18 85 987 15.63 12.05 Medel 49.9 346 317 305 278 258 217 183 5.9 6.8 16 88 966 14.67 11.35 Min 49.6 326 298 286 262 243 205 175 5.0 6.6 16 82 892 13.51 10.42 Max 50.2 360 330 317 288 267 223 187 6.8 7.1 18 92 1081 16.13 12.35 Std.avv. 0.2 14 12 12 10 9 6 4 1 4 71 1.01 0.76 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 3 (14) FWD-mätning 2005 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 8 Provsträcka: Lj1 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: HC Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet Date Created : 01-11-2005 0 200 300 450 600 900 1200 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 65 3 51.8 439 391 369 339 305 253 208 10.3 12.2 13 121 540 10.00 7.46 118 75 3 52.3 373 334 317 294 268 226 190 10.2 9.3 15 102 683 12.66 9.52 103 85 3 52.2 448 391 369 338 305 253 210 10.5 9.4 13 130 469 9.09 6.99 131 95 3 51.9 474 431 413 383 350 289 239 10.3 9.9 11 110 643 10.99 8.06 110 105 3 51.6 416 373 357 332 304 255 213 10.3 9.4 13 106 655 11.90 8.93 106 115 3 51.6 449 407 392 366 333 278 229 10.2 9.5 11 105 689 12.05 8.62 106 125 3 51.5 413 367 345 322 294 248 210 10.5 9.7 13 114 553 10.99 8.40 114 135 3 51.1 395 361 347 327 301 250 208 9.6 9.4 13 92 824 14.71 10.64 92 145 3 51.4 397 362 343 322 288 239 198 10.2 9.8 14 102 720 13.33 9.17 102 155 3 50.9 455 399 377 340 306 250 208 10.2 9.5 13 132 478 8.70 6.71 133 Medel 51.6 426 382 363 336 305 254 211 10.2 9.8 13 111 625 11.44 8.45 112 Min 50.9 373 334 317 294 268 226 190 9.6 9.3 11 92 469 8.70 6.71 92 Max 52.3 474 431 413 383 350 289 239 10.5 12.2 15 132 824 14.71 10.64 133 Std.avv. 0.4 32 28 27 24 23 18 14 1 13 113 1.88 1.20 13 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 8 Provsträcka: Lj2 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: HC Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet Date Created : 01-11-2005 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 225 3 51.5 271 238 221 199 179 147 126 10.3 10.0 29 97 734 13.89 10.87 97 235 3 51.0 424 384 362 334 305 253 213 10.5 9.8 13 110 620 11.11 8.40 111 245 3 51.2 440 387 364 333 303 252 211 10.6 9.9 13 126 490 9.35 7.30 126 255 3 51.3 431 387 364 339 305 253 212 10.5 9.6 13 116 567 10.87 7.94 117 265 3 51.1 436 391 369 340 309 255 211 10.1 9.6 13 116 568 10.42 7.87 117 275 3 50.8 425 383 367 341 312 259 214 10.3 9.5 12 105 670 11.90 8.85 106 285 3 50.6 428 384 368 341 311 259 213 10.3 9.8 12 108 645 11.49 8.55 108 295 3 50.6 406 364 343 317 288 241 199 10.2 9.5 14 111 603 11.24 8.47 112 305 3 50.4 464 407 381 342 304 248 201 10.3 9.6 13 140 445 8.20 6.25 141 315 3 50.7 379 338 330 303 279 233 193 10.5 10.0 15 96 800 13.16 10.00 96 Medel 50.9 410 366 347 319 290 240 199 10.4 9.7 15 113 614 11.16 8.45 113 Min 50.4 271 238 221 199 179 147 126 10.1 9.5 12 96 445 8.20 6.25 96 Max 51.5 464 407 381 342 312 259 214 10.6 10.0 29 140 800 13.89 10.87 141 Std.avv. 0.4 54 49 47 44 40 34 27 5 13 106 1.66 1.30 13 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 4 (14) Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 8 Provsträcka: Lj3 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: HC Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet Date Created : 01-11-2005 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 325 3 50.6 434 388 364 333 300 249 204 10 10.3 13.2 122 539 9.90 7.46 121 335 3 50.7 391 350 329 304 278 233 193 11 9.9 14.6 109 611 11.49 8.85 109 345 3 50.0 397 362 346 320 292 243 199 11 9.9 13.7 99 769 12.99 9.52 99 355 3 50.5 449 399 373 340 305 253 209 11 9.9 12.9 129 492 9.17 6.94 129 365 3 50.4 416 367 346 317 288 241 200 11 9.9 13.9 119 535 10.10 7.81 120 375 3 50.3 404 364 343 318 290 240 199 11 9.6 14.0 108 626 11.63 8.77 109 385 3 50.3 387 347 330 306 280 238 198 11 10.0 14.2 103 673 12.35 9.35 103 395 3 50.2 431 381 356 327 297 247 205 11 9.8 13.4 124 496 9.62 7.46 125 405 3 49.8 367 331 315 299 268 226 191 11 10.0 15.3 98 743 14.71 10.10 98 415 3 50.3 357 323 308 288 261 218 184 11 10.0 16.2 95 792 14.49 10.42 95 Medel 50.3 403 361 341 315 286 239 198 10.8 9.9 14 111 628 11.64 8.67 111 Min 49.8 357 323 308 288 261 218 184 10.3 9.6 13 95 492 9.17 6.94 95 Max 50.7 449 399 373 340 305 253 209 11.1 10.3 16 129 792 14.71 10.42 129 Std.avv. 0.3 30 24 21 16 14 11 7 1 12 113 1.98 1.20 12 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 5 (14) FWD-mätning 2012 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 10 Provsträcka: Lj1 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: MB Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Halvklart Date Created : 2012-07-04 0 200 300 450 600 900 1200 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 65 3 49.7 583 486 452 398 356 279 221 22.0 24.0 11 194 266 5.41 4.41 166 75 3 49.5 467 404 374 334 298 235 190 22.0 25.0 14 150 388 7.52 5.92 131 85 3 49.8 552 477 437 385 340 264 207 22.0 25.0 12 179 310 5.99 4.72 153 95 3 49.7 629 549 509 449 402 320 250 22.0 25.0 9 186 303 5.56 4.41 156 105 3 49.4 567 491 459 405 360 283 225 22.0 25.0 11 172 337 6.17 4.83 147 115 3 49.5 572 484 450 398 359 287 229 22.0 25.0 11 182 290 5.75 4.69 155 125 3 49.5 527 446 412 369 332 272 224 22.0 25.0 12 172 306 6.33 5.13 148 135 3 49.7 525 442 414 373 337 274 219 22.0 25.0 11 166 320 6.58 5.32 143 145 3 49.6 527 448 415 368 330 264 215 24.0 27.0 12 171 316 6.29 5.08 146 155 3 49.4 563 469 428 376 335 271 218 23.0 26.0 12 197 253 5.35 4.39 167 Medel 49.6 551 470 435 386 345 275 220 22.3 25.2 12 177 309 6.09 4.89 151 Min 49.4 467 404 374 334 298 235 190 22.0 24.0 9 150 253 5.35 4.39 131 Max 49.8 629 549 509 449 402 320 250 24.0 27.0 14 197 388 7.52 5.92 167 Std.avv. 0.1 43 39 36 30 27 21 15 1 14 37 0.65 0.49 11 Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 10 Provsträcka: Lj2 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: MB Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Halvklart Date Created : 2012-07-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 225 3 49.6 335 268 245 210 185 147 122 22.0 26.0 29 145 366 8.00 6.67 131 235 3 49.3 568 472 437 386 347 280 222 22.0 27.0 11 191 264 5.49 4.52 161 245 3 49.1 542 453 421 373 338 276 226 22.0 26.0 11 179 289 5.92 4.90 152 255 3 49.2 560 477 440 391 353 286 232 22.0 27.0 11 179 295 5.92 4.83 151 265 3 49.5 563 467 431 382 345 277 224 22.0 27.0 11 191 261 5.52 4.59 161 275 3 49.4 582 481 445 394 353 285 229 22.0 27.0 11 198 251 5.32 4.37 166 285 3 48.8 569 467 427 380 343 279 224 22.0 26.0 11 200 238 5.29 4.42 169 295 3 49.4 535 445 415 368 333 270 214 22.0 27.0 12 178 291 5.99 4.95 151 305 3 49.3 561 470 436 384 344 271 215 22.0 26.0 12 187 280 5.65 4.61 158 315 3 49 532 430 392 347 312 255 210 22.0 27.0 13 197 237 5.41 4.55 168 Medel 49.3 535 443 409 362 325 263 212 22.0 26.6 13 184 277 5.85 4.84 157 Min 48.8 335 268 245 210 185 147 122 22.0 26.0 11 145 237 5.29 4.37 131 Max 49.6 582 481 445 394 353 286 232 22.0 27.0 29 200 366 8.00 6.67 169 Std.avv. 0.2 72 63 60 55 51 42 32 6 16 38 0.80 0.67 11 VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 6 (14) Utrustning: FWD 91 Län: O Vägnummer: E6 Spårläge (H/M/V): h Riktning (F/B): f Mätning nummer: 10 Provsträcka: Lj3 Mätplats: Ljungskile Rikt mot ort: Göteborg Operatör: MB Avst m punkter: 10 Load: 50 Kommentar: Mulet Date Created : 2012-07-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave Eu Bel. töjn. Krök.radie 1/D0-D450 1/D0-D600 Bel. töjn. m ### kn µm µm µm µm µm µm µm C C MPa µs D0:D30(m) mm mm 10C. µs 325 3 48.9 528 437 402 358 320 257 210 22.0 26.0 12.6 184 272 5.88 4.81 158 335 3 49.1 495 404 371 331 301 245 202 21.0 27.0 13.6 178 272 6.10 5.15 153 345 3 49.4 516 428 395 354 319 260 215 21.0 27.0 12.4 177 285 6.17 5.08 151 355 3 48.9 539 439 404 361 323 263 212 21.0 26.0 12.2 192 250 5.62 4.63 164 365 3 48.9 531 438 404 362 327 264 218 22.0 26.0 12.1 183 270 5.92 4.90 156 375 3 48.8 522 434 400 353 317 255 207 21.0 27.0 12.8 181 283 5.92 4.88 154 385 3 48.9 519 428 392 350 318 257 210 22.0 27.0 12.6 182 268 5.92 4.98 155 395 3 49.1 531 447 415 370 336 266 218 22.0 26.0 12.0 172 303 6.21 5.13 147 405 3 48.8 496 420 382 344 312 250 206 22.0 27.0 13.2 167 304 6.58 5.43 144 415 3 48.9 451 367 342 311 281 226 187 22.0 27.0 15.3 160 313 7.14 5.88 139 Medel 49.0 513 424 391 349 315 254 209 21.6 26.6 13 177 282 6.15 5.09 152 Min 48.8 451 367 342 311 281 226 187 21.0 26.0 12 160 250 5.62 4.63 139 Max 49.4 539 447 415 370 336 266 218 22.0 27.0 15 192 313 7.14 5.88 164 Std.avv. 0.2 26 23 21 17 15 12 9 1 9 20 0.43 0.36 7 Eftersom fallviktapparat är en praktisk och en NDT (icke förstörande) metod utfördes en bredare analys av fallviktsdata utöver den rekommenderade proceduren i VVMB 114. För en rimlig utvärdering av fallviktsdata bör utvärdering utföras i relation till temperatur, fukt och grundvattennivån i konstruktionen särskild vid prognostisering av tillståndet hos en väg. I ett försök att ta hänsyn till skillnaderna i beläggningstemperatur mellan de olika mättillfällena har de uppmätta asfalttöjningarna omräknats till en temperatur på 10 C enligt VVMB 114 och APLCAP (The Asphalt Pavement Layer Condition Assessment Program, Kim et al 2001, Xu et al 2003) metoderna. Hänsyn kunde inte tas till fuktinnehåll i vägen eftersom någon mätning av denna inte har utförts. Analys enligt VVMB 114 För att göra en jämförelse mellan sträckorna beräknades från fallviktsmätningarna töjningarna i underkant av de bundna lagren, med hjälp av formel 6 för enkla bärighetsmått i Trafikverkets (Vägverkets) metodbeskrivning VVMB 114. Töjningarna justerades från de för mättillfället beräknade (tabell 3) till töjningar vid 10 C, också enligt VVMB 114 formel 13. Resultatet från mätningen 2000 direkt före och efter åtgärden samt fram till senaste mätningen 2012 presenteras i figur b7.1 och b7.2. Skillnaderna i beräknad töjning mellan sträckorna är liten samtidigt som töjningarna generellt över tiden varit något högre på sträcka 2 än på de andra sträckorna. Tendensen är också tydlig att töjningarna har ökat de senaste mättillfällena i takt med att vägens nedbrytning har fortskridit. Resultaten från fallviktsmätningarna analyserade enligt VVMB 114 visar inte att stålarmeringen skulle ha någon styvhetshöjande effekt på vägkonstruktionen. Denna slutsats överensstämmer med andra provvägar med stålarmering som utförts, bl.a. erfarenheter från Sundomvägen i norra Norrland [Sundomrapport 2003]. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 7 (14) APLCAP METOD Ytterligare jämförelser mellan sträckorna har utförts enligt APLCAP metoden. Analysen är baserade på fallviktsmätningarna (samma mätdata som ovan). Analysparametrar är dragtöjningarna i underkant av de bundna lagren, trycktöjningarna på obundna bärlagret och på terrassytan. Töjningarna har beräknats med hjälp av algoritmer nedan. Omräkning av töjningarna till en referenstemperatur (t.ex. 10 C) utförs med en justeringsfaktor. Justeringsfaktorn kan uppskattas med hjälp av en E-modul-temperatur samband hos en representativ vägkonstruktion och den beräknade E-modulen från FWD-data. Alternativet är med hjälp av styvhetsmodul-temperatur samband från laboratoriemätningar. Det bör också påpekas att omräkning till en referenstemperatur förutsätter att konstruktionen är intakt, utan skador, vilket inte kan garanteras här. Ena sträckan har visat tecken på sprickor redan vid 2005 mätningar enligt analys av uppmätta töjningar, kap 4.2. Det gamla och mycket spruckna bundna bärlagret (AG) har här antagits som obundet bärlager, vilket kan också ifrågasättas. Likväl är sambanden enligt nedan: Dragtöjning i underkant asfaltbeläggning: Log( ac) = 0,3898*log(SCI) + 0,5930*log(BDI) + 0,6935*log(Hac) 0,0328*Hac + 1,3347 Trycktöjning på obundet bärlager: Log( abc) = 0,4976*log(SCI) + 0,2910*log(BDI) + 0,5316*log(Hac) 0,0442*Hac + 2,1346 Trycktöjning på terrassytan: Log( sg) = 0,2811*log(BDI) + 0,6788*log(BCI) 0,0135*log(Hac) 0,0123*Habc + 2,2083 E-modul för bundna lager: Justeringsfaktorer för töjningar: VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 8 (14) Eftersom konstruktionen inte är intakt har den generella modul-temperatur sambandet i ATB väg 2005 använts i stället för asfaltlagermodulen beräknade från fallviktsmätningarna i ovanstående ekvationer enligt nedan: M s = 1,54*10 4 * e (-0,065*T) Log (Ms) = 4.27 0,02519 * T b (lutning) = 0,02519 α 1 = 10 0,6411 b (T r T m ) α 2 = 10 0,57 b (T r T m ) α 3 = 10 0,408 b (T r T m ) ac abc sg SCI BDI BCI Hac Habc Eac,Tm dragtöjning i underkant asfaltbeläggning i mikrostrain trycktöjning på obundet lager i mikrostrain trycktöjning på terrassytan i mikrostrain (D0-D300 i mm), krökningsindex surface curvature index i 10-3 tum (mils) (D300-D600 i mm), base damage index i 10-3 tum (mils) (D600-D900 i mm), base curvature index i 10-3 tum (mils) bundna lagers tjocklek i tum obundna lagers tjocklek i tum den uppmätta E-modulen hos bundet lager i MPa Eac,Tr referens E-modulen vid referenstemperatur (10 C) i MPa (8040 MPa enligt ATB Väg 2002 kap C4.12.1) Ms styvhetsmodul hos asfaltbeläggning i MPa (enligt ATB Väg 2002 kap C4.12.1) Tr referenstemperatur (10 C) Tm temperatur vid mättillfället i C 1 2 3 justeringsfaktor för dragtöjning i bundna lager justeringsfaktor för trycktöjning i obundet lager justeringsfaktor för trycktöjning på terrassytan Figurer b7.3 b7.5 visar de beräknade töjningarna i vägkroppen för jämförelse mellan sträckorna baserade på fallviktsmätningarna över tiden från 2000 till 2012. De beräknade dragtöjningarna i underkant beläggningarna och trycktöjningar på de obundna bärlagren (figurer b7.3a och b7.4a) visar ingen eller väldigt små skillnader inom respektive mättillfället. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 9 (14) Figur b7.5a illustrerar trycktöjningar på terrassytan där framgår att stålarmering har en viss effekt på reducering av töjningsnivå. Effekten ökar i takt med att vägens nedbrytning har fortskridit från 2003 mätningarna och senare. Vid 2012 mätningen var trycktöjningen på armerade sträckor 10-15 % lägre i jämförelse med referenssträckan. Ytterligare analys utfördes genom omräkningar av töjningar till en referenstemperatur, 10 C (figurer b7.3b, b7.4b och b7.5b). Skillnaderna mellan armerade och referenssträckorna blir större efter omräkningarna. Det beror på att referenssträckan har haft genomgående högre E-moduler vid mättillfällena. Omräkningen har utförts m.h.a. formlerna för justering av töjningar ovan, där effekten av temperaturskillnader och styvheten vid mättillfället ingår. Notera att efter omräkning av töjningarna visar alla tre sträckor en tendens till lägre töjningar med tiden av oförklarliga skäl, varför omräkningen till en referenstemperatur kan ifrågasättas i detta fall. Det bör också påpekas att omräkning till en referenstemperatur förutsätter att konstruktionen är intakt, utan skador, vilket inte kan garanteras här. Ena sträckan har visat tydliga sprickor (observera att de största justeringarna m.a.p. temperaturskillnader behövdes vid de senare mättillfällena som kan ha lett till större fel i omräkningen). För att utesluta effekten av omräkningen av töjningarna vid jämförelserna bör slutsatserna vara baserade på töjningar innan justering till 10C. Trycktöjningarna i terrassen från figur b7.5a (innan omräkningar av töjningar) visar att stålarmerade sträckorna ger upphov till lägre trycktöjningar på terrassytan med ca 15 % i takt med vägens nedbrytning. Se figur b7.5c för illustration av trycktöjning i procent av referenssträckans trycktöjning på terrassen. Denna skillnad i trycktöjning kan ha en signifikant effekt på nedbrytning av vägen särskild med hänsyn till den mycket låga styvhetsmodulen hos undergrunden (se figur 8). Sträcka 3 visar de lägsta töjningarna i jämförelse med sträcka 2 och 1 och sträcka 2 visar också lägre töjningar än sträcka 1. Detta bör leda till längre livslängd hos de armerade sträckorna i jämförelse med referenssträckan utan armering. Det bör erinras att beläggningstjockleken är i genomsnitt 10 till 18 mm tunnare på referenssträckan än på sträcka 3 respektive sträcka 2 (se kap 3.1). Det har en viss inverkan på påkänningarna på obundet lager och terrassen. Att armeringens effekt inte syns från dragtöjningen underkant beläggning och trycktöjningen i obundna lager tordes bero på det spruckna gamla AG-lagret som påverkar mätningarna, men fler försök behövs för att klarlägga orsaken. Det kan också noteras att beräknade töjningar i underkant beläggning enligt VVMB 114 och APLCAP metoderna visar en mycket god korrelation enligt figur b7.6. dock korrelationen försämras efter omräkning av töjningarna till en temperatur på 10 C, se figur b7.6. APLCAP metoden visar orimliga värden. Troligen beror på osäkerheten i uppskattning av E-moduler vid omräkning av töjning till en referenstemperatur. VVMB metoden visar rimliga omräknade värden till 10 C. Omräkningen är förvisso baserad på ett direkt samband mellan temperatur och töjning oberoende av lagersegenskaper. Å andra sidan, trots en mycket bra korrelation mellan itererade E-moduler (figur b7.7) med CLEVERCALC och beräknade enligt APLCAPs fasta formeln visar modellerna motsats utveckling i omräknade E-moduler vid 10 C (figur b7.8). APLCAP metoden visar en rimlig indikation på minskning av E-moduler med tiden. Itererade E-moduler indikerar en höjning av E-moduler med tiden. Noteras att referenssträckan har visat tydliga bärighetssprickor och uppmätta töjningar i beläggningens underkant visar ökning med tiden, vilka tyder på försvagning av konstruktionerna. Det måste leda till en minskning av E-modulerna. I detta fall så är det resonabel tillståndsbeskrivning med APLCAP metoden. Det konstateras att mycket försiktighet krävs vid omräkning av konstruktionens parametrar (såsom töjningar och moduler) till en referenstemperatur. Det visar tydligt att det föreligger ett forskningsbehov inom området. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 10 (14) Figur b7.1 medelvärden av beräknad beläggningstöjning vid mättemperaturer enligt TRVMB114 Figur b7.2 Medelvärden av beräknad beläggningstöjning vid 10 C enligt TRVMB114. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 11 (14) Figur b7.3a Medelvärden av beräknade beläggningstöjningar vid mättemperaturer enligt ABLCAP metoden. Figur b7.3b Medelvärden av beräknade beläggningstöjningar omräknad till 10 C enligt ABLCAP metoden. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 12 (14) Figur b7.4a Medelvärden av beräknade trycktöjningar på bärlagret enligt APLCAP metoden vid mättemperatur. Figur b7.4b Medelvärden av beräknade trycktöjningar på bärlagret vid 10C enligt APLCAP metoden. VTI rapport 820

Bilaga 7 Sida 13 (14) Figur b7.5a Medelvärden på beräknade trycktöjningar på terrassen enligt APLCAP metoden vid mättemperatur. Figur b7.5b Medelvärden av beräknad trycktöjning vid 10 C på terrassytan från fallviktsmätningar Figur b7.5c Medelvärden av beräknad trycktöjning i % av referenssträckans vid mättemperaturer. VTI rapport 820