Ytbehandlingar. Försök med modifierade emulsioner och långa fraktioner. VTI notat Utgivningsår

VTI notat 14-2007 Utgivningsår 2007 www.vti.se/publikationer Ytbehandlingar Försök med modifierade emulsioner och långa fraktioner Torbjörn Jacobson

Förord I syfte att minimera olägenheterna vid utförande av ytbehandling, reducera bulleremissioner, effektivisera användning av stenmaterialet och förbättra hållbarheten har modifierade bitumenemulsioner och nya typer av ytbehandling testats vid provvägsförsök i Hälsingland. Undersökningarna har finansierats av Vägverket, Borlänge. Kontaktman har varit Pereric Westergren. Från VTI:s sida har Torbjörn Jacobson varit projektledare. Ulf Sandberg, VTI, har ansvarat för bullermätningarna och även skrivit ett kapitel i rapporten. FoU-projektet har bedrivits inom en arbetsgrupp för ytbehandlingar med representanter från entreprenörer, bindemedelstillverkare, beställare och VTI. Följande personer ingår i gruppen: Kurt Edlund, Vägverket Region Mitt (ordförande) Pereric Westergren, Vägverket huvudkontoret Ingmar Gustavsson, Vägverket Region Sydöst Mats Sandgren, Vägverket Region Mitt Niklas Johansson, Skanska Ulf Lillbroända, Nynäs AB Svante Johansson, Travecon HB (sekreterare) Björn Carlqvist, Vägverket Produktion Georg Danielsson, Vägverket Produktion Torbjörn Jacobson, VTI Stockholm augusti 2007 Torbjörn Jacobson Dnr: 2005/0525-29 VTI notat 14-2007

Kvalitetsgranskning Granskningsseminarium genomfördes på Vägverket, Borlänge, 2007-05-29. Svante Johansson, Travecon HB, var lektör. Torbjörn Jacobson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus den 2007-05-30. Projektledarens närmaste chef, Gunilla Franzén vid VTI, har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 2007-08-23. Quality review Review seminar was carried out at the Swedish Road Administration, Borlänge, 2007-05-29 where Svante Johansson, Travecon HB, reviewed and commented on the report. Torbjörn Jacobson has made alterations to the final manuscript of the report 2007-05-30. The research director of the project manager, Gunilla Franzén, examined and approved the report for publication 2007-08-23. VTI notat 14-2007

Innehållsförteckning Sammanfattning... 5 Summary... 7 1 Bakgrund och syfte... 9 2 Provvägar och uppföljningar... 11 3 Väg 84, Kasteln Laforsen... 12 3.1 Bindemedel... 13 3.2 Stenmaterial... 13 3.3 Okulär besiktning av provsträckorna... 13 3.4 Makrotextur enligt Laser-RST... 18 3.5 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST... 22 3.6 Sammanfattande kommentarer... 25 4 Väg 723, Heden Färila... 27 4.1 Bindemedel och stenmaterial... 27 4.2 Okulär besiktning av provsträckorna... 28 4.3 Makrotextur enligt Laser-RST... 29 4.4 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST... 32 5 Jämförelse mellan olika texturmått... 34 5.1 Jämförelse mellan RRMS och MPD... 34 5.2 Jämförelse mellan RRMS och MTD... 37 5.3 Jämförelse mellan MPD och MTD... 38 6 Inventering av makrotextur... 39 7 Undersökning av nötningsegenskaper med Prall... 41 7.1 Metodbeskrivning, Prall... 41 7.2 Resultat från 2006... 42 7.3 Resultat från 2001... 45 7.4 Resultat från 2004... 46 8 Bulleremissioner från ytbehandling... 48 9 Litteratur... 50 Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 RST-mätning på väg 84, Kasteln Laforsen RST-mätning på väg 723, Heden Färila Prall-undersökning VTI notat 14-2007

VTI notat 14-2007

Ytbehandlingar. Försök med modifierade emulsioner och långa fraktioner av Torbjörn Jacobson VTI 581 95 Linköping Sammanfattning Rapporten beskriver uppföljningar och erfarenheter från två större provvägsförsök med ytbehandling. I det ena fallet har modifierade emulsioner testats på väg 84, Kasteln Laforsen, Hälsingland. Provvägen lades år 2001. För att bättre utnyttja stenmaterialet i täkterna genomfördes ett provvägsförsök år 2004 där ett antal varianter av ytbehandlingar med längre sorteringar testats. Försöket utfördes på väg 723, mellan Heden och Färila i Hälsingland. Förutom typ av bindemedel och stenmaterialsortering har effekten av inblandning av brytadditiv studerats i syfte att kunna sopa ytbehandlingen tidigare än normalt. Även tidpunkten för utförandet, tidigt respektive sent på säsongen, har studerats vid ett av provvägsförsöken. Provvägarna har följts upp med avseende på makrotextur, spårdjup, jämnhet, bulleremission och okulär besiktning av defekter samt genom provning av slitstyrka och vattenkänslighet på borrkärnor. I de senare fallen har Prall-metoden modifierats för provning av ytbehandling. Vid byggskedet konstaterades en del fördelar med polymermodifierad emulsion (PME) med tillsats av brytadditiv. Stenen fäste i ett relativt tidigt skede, vilket medförde att sopningen kunde komma igång några timmar efter utläggningen. Modifierad emulsion i kombination med brytadditiv gav således vissa positiva effekter för trafikanterna med bättre framkomlighet och mindre risk för stenskott under byggskedet. Enligt provvägsförsöket på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen har tidpunkten för utförandet haft en mycket stor inverkan på hållbarheten hos ytbehandlingen. De tidigt lagda sträckorna (juni) har samtliga klarat sig mycket bra och inga skador med undantag för lokala isrivningssläppor har observerats. Svärtningen av vägytan var till en början omfattande men har genom dubbslitaget försvunnit efter två vintrar. De sent lagda sträckorna (slutet av augusti) klarade första vintern markant sämre än de som lades tidigt på säsongen och framför allt isrivningen av vägbanan gav upphov till en hel del stenlossning. Sträckorna med modifierad emulsion klarade sig dock betydligt bättre än referensen med konventionell emulsion. Beständighetsprovning i Prall av borrkärnor tagna första hösten visade också att de sent lagda sträckorna hade sämre hållbarhet (fick markant mer stenlossning) än de som lagts tidigare på säsongen. Sträckan med BE65R erhöll under första hösten stenlossning som sedan accelererade under vintern. Provvägen på väg 84, Kasteln Laforsen, visar att den tunga trafiken har en stor inverkan på vägbanans makrotextur, spårbildning, jämnhet samt stenmaterialets inbäddning i underlaget och uppkomsten av svärtning av vägytan. Skillnaden var dessutom betydande mellan de två körriktningarna beroende på om de tunga fordonen gick med full eller tom last. VTI notat 14-2007 5

Slitstyrkan hos ytbehandling kan vara mycket god enligt slitagevärdet från Prall-test om stenmaterialet har bra nötningsresistens. Tester vid olika slagfrekvens visade att nuvarande metod för provning av asfaltbetong även kan användas på borrkärnor från ytbehandling om stenmaterialet har medel till god nötningsresistens. För att inte stenen skall lossna vid Prall-undersökningen bör ytbehandlingen ha trafikerats i cirka ett år så att pågruset hunnit bäddats in i underlaget. Bullermätningarna visade att det skiljde cirka 2 db(a) mellan bästa och sämsta ytbehandling som ingick i undersökningen. De som gav lägst bulleremission för de båda testdäcken, som har mönster typiska för sommardäck för personbilar, var de ytbehandlingar som hade minst största stenstorlek. Makrotexturen var också lägst på de sträckorna. De ytbehandlingar som gav högst bulleremission låg 1 2 db(a) högre än en jämförande mätsträcka med ABS16. 6 VTI notat 14-2007

Surface dressing. Test sections with modified bitumen emulsion and different types of aggregate fractions by Torbjörn Jacobson VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) SE-581 95 Linköping Sweden Summary This report describes the monitoring and the experience of two full scale trials with surface dressing. In one of them modified emulsion was tested on the primary road 84 between Kasteln Laforsen in the county Hälsingland in the north of Sweden. The test sections were produced during year 2001. A second full scale trial test was carried through during year 2004 with the purpose to optimise the utilizing of the stone aggregate (chippings) with different types of fractions 4 8, 4 16 and 8 16 mm. This trial was carried through on the secondary road 723 between Heden and Färila also in the county Hälsingland. In addition to testing different types of binders, the effect of breaking additive was studied in the respects of how soon the surface dressing could be swept from excess of loose stones after the surface treatment was carried out and the time of the year the surface treatment was carried out. The test sections have been monitored with respect to macro texture, rut depth, longitudinal evenness and noise emission as well as by visual inspections of damages and defects. In addition to this the laboratory testing of the wear resistance and the testing of the sensibility to the effect of water have been carried out. For this purpose a modified laboratory test method (Prall method), for surface dressing, has been used. During the production phase of the surface dressing some advantages were noticed by the use of polymer modified bitumen emulsion with the addition of a breaking additive. In principle the method is to inject the breaking additive into the emulsion just before spreading of the bituminous emulsion on the road. The stone aggregate was fixed to the road surface after a relatively short time which made it possible to sweep the surface treatment from the excess of loose stones after a few hours after the production of the surface treatment. Modified bitumen emulsion combined with the breaking additive showed consequently positive effects for the road users through better accessibility and a less risk of loose stones damaging the vehicles. The experience from the trial at the road 84 between Kasteln and Laforsen was that the time of the year when the surface treatment was produced had a great influence on the degree of durability of the surface treatment. The sections which were produced in early summer (June) did not show any distresses or defects except for some stone losses caused by the winter maintenance (when clearing the road from snow and ice). Tracking in the wheel paths was rather extensive but has through the effects from studded tyres disappeared after two winter seasons. The test sections which were produced later in the year (at the end of August) showed much more damages like stone losses caused by the winter maintenance. The test sections with modified bitumen emulsion showed considerably less damages compared to the reference section with conventional bitumen emulsion. The wear and durability VTI notat 14-2007 7

tests by using Prall test on cores sampled during the first autumn showed that the sections produced during August had less durability (stone losses) compared to the surface treatments produced in June. The test section with conventional asphalt bitumen emulsion (BE65R) showed stone losses already during the same autumn and this problem accelerated during the winter. The test sections on the road 84, Kasteln Laforsen, show that heavy traffic has a great influence on the development of macro texture, rut depth, longitudinal evenness and the embedment of the stones and the risk of tracking and bleeding in the wheel paths. The difference of those defects is quite extensive on the same road if the heavy traffic vehicles are driving with full load or empty in the different directions (like roads carrying timber transportation). The wear resistance against studded tyres is very good according to wear resistance tests in the Prall laboratory equipment if the stone quality is good. Tests carried out with different frequency ranges showed that the normal procedure for testing of asphalt concrete can be used for testing of cores from surface dressing if the surface treatment has a rather good stone quality. The surface dressing should be trafficked at least a year before the cores are taken for testing. The result of the noise emission measurements showed that the difference between the best and the worst surface treatments was only 2 db(a). The surface dressing which generated the lowest noise emission with summer tyres on private cars was surface dressing with small stone fractions. The macro texture was low on those sections. The surface dressing which generated the highest noise emission gave a result that was 1 2 db(a) higher compared with a reference test section with stone mastic asphalt with the maximum stone size of 16 mm. 8 VTI notat 14-2007

1 Bakgrund och syfte Ytbehandling är en av de vanligaste förekommande slitlagerbeläggningarna i Sverige. Beläggningstypen har använts sedan 1930-talet som underhållsbeläggning på det lågtill medeltrafikerade vägnätet. Periodvis har ytbehandlingar även använts på högtrafikerade vägar. Beläggningstypen anses mycket kostnadseffektiv genom att livslängden blir lång samtidigt som priset är relativt lågt per kvadratmeter. Ytbehandling ger en vägyta med bra friktion och textur, vilket är viktigt för trafiksäkerheten. Tekniken är mycket resurssnål genom att inte stenmaterialet behöver värmas upp och endast tunnare lager stenmaterial läggs på vägen. Ytbehandling tätar till vägytan, vilket har en positiv effekt på bärighet och nedbrytningsförloppet hos vägen. När högkvalitativa stenmaterial används blir nötningsresistensen mycket god och väl så bra som för skelettasfalt. Ytbehandlingar har således många positiva sidor både för väghållare, trafikanter och för miljön. En av de negativa sidorna med ytbehandling och som brukar få stor uppmärksamhet är stensläpp eller blödningar. Det är inte så vanligt men när det förekommer kräver det akuta åtgärder och ger olägenheter för trafikanterna. Orsaken till skador på ytbehandling kan vara flera, t.ex. regn vid utförandet, smutsigt stenmaterial eller för lite eller mycket bindemedel i förhållande till underlag och trafik. Vid sen läggning på året är risken för skador större på grund av att emulsionen inte hinner bryta ordentligt innan frosten kommer. Kombinationen av sen utläggning på året tillsammans med någon brist vid utförandet eller hos materialen är de fall som visat sig vara mest kritiskt för ytbehandling. Nylagd ytbehandling uppfattas också negativt av bilisterna pga. risken för stenskott. Därför är det bra om ytbehandlingen kan sopas så tidigt som möjligt. För att försöka minimera olägenheterna för trafikanterna under utförandet och säkerställa att ytbehandlingen med tiden får god funktion har nya bindemedel och produktionsmetoder lanserats, bland annat polymermodifierade emulsioner, inblandning av brytadditiv för en mer kontrollerad brytning av emulsionen och mer intensivt packningsarbete för att påskynda härdningen mellan stenmaterial och bindemedel innan ytan hunnit trafikerats. Ytbehandlingar uppfattas i främst tätorter eller nära bebyggelse som bullrande, speciellt när grova stenmaterial används. Av stenmaterialleverantörerna upplevs ballast till ytbehandling som resurskrävande eftersom oftast smalare sorteringar av bergmaterialet efterfrågas, t.ex. pågrus 8 11 eller 11 16 mm, vilket leder till överskott av andra sorteringar. Priset på ballasten påverkas i hög grad av detta. Största stenstorleken, vilket påverkar makrotexturen, har förutom hastigheten och typen av däck stor betydelse för genereringen av däcksbullret på en tät vägbeläggning. Störst är effekten på buller vid hastigheter mellan 50 110 km/tim. Under 50 km/tim dominerar fordonsbuller och över 110 km/tim vindbruset. Längre eller finkornigare fraktioner kan ge lägre makrotextur och därmed minska på bulleremissionerna. De helt dominerande ytbehandlingarna i Sverige är Y1B 8 11 och Y1B 11 16 mm. Dubbel ytbehandling, Y2B, som ger en tätare yta används numera inte så mycket. Från branschen har framförts önskemål om mer funktionsinriktade metoder för att bestämma egenskaperna hos ytbehandlingar, t.ex. resistensen mot stenlossning och slitaget från dubbtrafiken. För dessa ändamål har möjligheterna att kunna använda Prallmetoden undersökts. VTI notat 14-2007 9

Sammanfattningsvis har syftet med försöken i denna rapport berört följande områden: Inverkan av modifierade emulsioner på utförandekvalitet och prestanda över längre tid Möjligheter till tidigare sopning genom inblandning av brytadditiv Tidpunkt på året för utläggning Y1B med varierande stenmaterialsorteringar Inverkan på bulleremissioner Metod för test av nötningsresistens Metoder för makrotextur Utvecklingen av makrotexturen över tiden. 10 VTI notat 14-2007

2 Provvägar och uppföljningar Ett provvägsförsök utfördes 2001 på väg 84 nordväst om Ljusdal. Identiska provsträckor med modifierade bindemedel lades dels tidigt, dels sent på säsongen. Erfarenheterna var att ytbehandlingar lagda sent på året (från slutet av augusti) fick dålig beständighet och därmed skador vid saltning och plogning första vintern. Sommaren 2004 genomfördes ett provvägsförsök i Färila i Hälsingland. Syftet var att studera ytbehandlingar med längre fraktioner än normalt. På så sätt kan stenmaterialet i täkterna utnyttjas effektivare. Det är dock viktigt att stenmaterialet sprids relativt tätt så att stenpartiklarna skyddar varandra (skuldra mot skuldra) mot mekaniska påkänningar. De två provvägarna har sedan de lades följts upp genom mätningar av makrotextur, spårbildning, jämnhet och skadeutveckling genom okulär besiktning. En inventering av bulleremissioner från ytbehandlingar genomfördes hösten 2006, bland annat på de två provvägarna men även på en annan väg i södra Hälsingland. Slitstyrkan hos ytbehandling har undersökts genom Prall-provning på borrkärnor från nämnda provvägar men också andra vägar. Vid testerna har slagfrekvensen hos Prallutrustningen varierats i syfte att studera hur nötningsarbetet (kraften) påverkar eventuell stenlossning och avnötningen på provkropparna. En sammanställning över olika makrotexturmått från ett flertal vägar (bland annat provvägarna) med ytbehandlingar har också genomförts. Korrelationen mellan olika metoder och mått ges också. VTI notat 14-2007 11

3 Väg 84, Kasteln Laforsen Under sommaren 2001 utfördes två provläggningar på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen nordväst om Ljusdal (figur 1). I ett första skede lades fyra sträckor i juni. För att studera inverkan av sen läggning på säsongen lades fyra identiska sträckor (dock med högre bindemedelsmängd) i slutet av augusti. De bindemedel som ingår är: Nyspray S (polymermodifierad emulsion) med tillsats av brytadditiv NyPro (Latexmodifierad emulsion) BE65R/330/430 BE65R/160/220 (referens och ordinarie åtgärd). Ytbehandlingen är Y1B 11 16 med porfyr från Älvdalen som lades på en maskinjusterad yta med asfaltmassa (ABT 11 som lades 2000). Sveg 10/604 10/604 Sträcka, nr Bindemedel Recept 9/915 689m 681m 9/923 8 BE65R 160/220 2,9 kg/m² 9/477 438m 515m 9/408 7 BE65R 330/430 2,9 kg/m² 8/980 497m 459m 8/949 6 Nyspray/additiv 2,9 kg/m² 8/518 462m 431m 8/518 5 NyPro 2,9 kg/m² 5/280 5/278 4/541 739m 764m 4/514 4 BE65R 160/220 2,70 kg/m² 4/001 540m 522m 3/992 3 BE65R 330/430 2,69 kg/m² 3/477 524m 549m 3/443 2 NyPro 2,70 kg/m² 3/029 448m 414m 3/029 1 Nyspray/additiv 2,71 kg/m² Ljusdal Sektion noll är i skarven vid Skyte = Sträckor lagda den 17 juni 2001 = Sträckor lagda den 29 augusti 2001 Sträcka 1 börjar 31,4 km från rondellen i Ljusdal Sträcka 5 börjar 37,0 km från rondellen i Ljusdal Figur 1 Provsträckor på väg 84 mellan Kasteln och Laforsen. Sträcka 4 och 8 är referenser med konventionellt bindemedel. 12 VTI notat 14-2007

Den omgivande terrängen vid provvägen utgörs av barrskog men vägen har inte speciellt skuggigt eller fuktigt läge då skogen är relativt gles. Vägbredden är 8,0 8,5 m. Vägen saltas inte vintertid. Skyltad hastighet är 90 km/tim. ÅDT total ligger på ca 1 700 fordon med en hög andel tunga fordon. I riktningen mot Ljusdal går den tyngsta (lastade timmerbilar) trafiken. 3.1 Bindemedel De modifierade emulsionerna Nyspray S och NyPro är framtagna för ytbehandlingar med lite högre krav än vanligt, t.ex. för vägar med hög andel tunga fordon. Nysspray S består av ett polymermodifierat bindemedel som anses ha god vidhäftning mot de vanligaste stenmaterialen. Systemet bygger på att emulsionen och brytadditivet hålls åtskilda tills de precis före spridarmunstyckena blandas. Brytningen påskyndas med hjälp av additivet. Tack vare detta blir inte ytbehandlingen lika känslig för yttre faktorer som temperatur, väder och vind som en konventionell ytbehandling med BE 65 R är. NyPro består av latexmodifierat bitumen, vilket ger bindemedlet mer elastiska egenskaper jämfört med konventionellt bindemedel. Latex som utgörs av naturgummi levereras och inblandas emulgerad (emulsion). Eftersom modifierade emulsioner eller bindemedel bryter snabbare och/eller kan ha bättre vidhäftning mot stenen kan ytan sopas tidigare än normalt. Det är dock viktigt att stenen hinner orientera sig (lägga sig till rätta) innan bindemedlet hårdnar allt för mycket. Flera vältar än normalt (minst två) vid packningen kan därför vara nödvändigt för den här typen av bindemedel (mycket trafik kan vara en fördel). BE65R/330/430 är baserad på ett mjukare bitumen och används ibland i norra Sverige. Emulsionen finns med i specifikationer för bindemedel i Vägverkets anvisningar ATB VÄG. BE65R/160/220 är den vanligaste förekommande emulsionen för ytbehandling och har använts under många år. Emulsionen kan därför betraktas som en referens i provvägsförsöket. 3.2 Stenmaterial Stenmaterialet utgjordes av krossat berg med rödaktig porfyr från Älvdalen i Dalarna. Kulkvarnvärdet låg på 3,5 och 3,7 medan flisighet- resp. sprödhetstalen låg på 1,28 och 1,32 resp. 32 och 34. Pågrusets renhet och korngradering uppfyllde kraven i ATB VÄG 2005 för Y1B 11 16. På samtliga sträckor lades 13 liter stenmaterial per kvadratmeter. 3.3 Okulär besiktning av provsträckorna 3.3.1 Besiktning i juni 2006 Sträckorna hade inte påverkats nämnvärt sedan föregående år. Våren 2003 hade svärtningen på stentopparna slitits bort av dubbtrafiken och sedan dess har ingen svärtning förekommit. Överlag så sitter stenmaterialet fast bättre i underlaget på sträckorna 1 4 jämfört med sträckorna 5 7 (om stenen petas bort med hjälp av skruvmejsel). Besiktningen 2006 gav följande resultat: VTI notat 14-2007 13

Sträcka 1 Nyspray/additiv Ingen svärtning men några feta partier förekommer Mycket bra inbäddning, bäst av sträckorna Inga skador. Bild 1 Sträcka 1, juni 2006. Bild 2 Sträcka 1, juni 2006. 14 VTI notat 14-2007

Sträcka 2 Nypro Ingen svärtning, något fet yta lokalt Bra inbäddning Lokal släppor och utglesning i främst ytorna utanför spåren. Bild 3 Sträcka 2, juni 2006. Sträcka 3 BE65R 330/430 Ingen svärtning, något fetare yta i spåren än sträckorna 1, 2 och 4 Bra inbäddning Lokal utglesning i främst ytorna utanför spåren. Bild 4 Sträcka 3, juni 2006. VTI notat 14-2007 15

Sträcka 4 BE65R 160/220 Ingen svärtning Betydande inbäddning En del utglesning i främst ytorna utanför spåren (bild 6). Bild 5 Sträcka 4, juni 2006. Bild 6 Sträcka 4, juni 2006. 16 VTI notat 14-2007

Sträcka 5 Nypro Ingen svärtning Sämre inbäddning än sträcka 1 4 En del släppor och utglesning Något bindemedelsuppträngning. Bild 6 Sträcka 5, juni 2006. Sträcka 6 Nyspray/additiv Ingen svärtning Sämre inbäddning än sträckorna 1 4 En del släppor och utglesning Något bindemedelsuppträngning. Bild 7 Sträcka 6, juni 2006. VTI notat 14-2007 17

Sträcka 7 BE65R 330/430 Ingen svärtning Bättre inbäddning än str. 5 och 6 En del släppor och utglesning Någon bindemedelsuppträngning. Bild 8 Sträcka 7, juni 2005. Sträcka 8 BE65R 160/220 Sträckan lades på grund av skadorna över med ny ytbehandling år 2002. Beläggningen har klarat sig bra sedan dess. 3.4 Makrotextur enligt Laser-RST 3.4.1 Texturmåtten RRMS och MPD Med hjälp av Laser-RST kan vägytans makrotextur mätas kontinuerligt i och mellan hjulspåren. De mått som VTI:s forskningsbil registrerar är RRMS (Rough Root Mean Square) och MPD (Mean Profile Depth, ISO 13473-1, Europastandard). RRMS beräknas i våglängdsområdet 10 100 mm. Måttet redovisas i mm per 20-meterssträcka och är ett frekvensmått. MPD avser skillnaden i mm mellan högsta stentoppen och medeltexturdjupet. MPD är tillsammans med sandfläcksmetoden (MTD) standardiserade mått för makrotextur i den föreslagna Europastandarden för ytbehandling (pren 12271). Det finns ett starkt samband mellan RRMS och MPD. I de avsnitt som berör makrotextur redovisas båda måtten (det finns ännu så länge mer erfarenhet av RRMS än MPD). På väg 84 har RRMS mätts sedan den första mätningen år 2001 medan MPD mätts under senare år. 18 VTI notat 14-2007

Mätningar utfördes den 27 juni 2006 och resultaten (medelvärden av 20-meterssträckor per provsträcka) framgår av figur 2, 3, 4 och 5. Utvecklingen av makrotexturen (RRMSvärdet) framgår av figur 6 och 7. Enskilda mätvärden från mätningen i juni 2006 redovisas i bilaga 1. 2 1,8 Hjulspår, medelv: 0,80 Mellan hjulspår, medelv: 1,14 1,6 Makrotextur, RRMS (mm) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 2 Resultat av makrotexturmätning (RRMS) enligt Laser-RST i juni 2006. Riktningen mot Sveg. 2 1,8 Hjulspår, medelv: 0,75 Mellan hjulspår, medelv: 1,21 1,6 Makrotextur, RRMS (mm) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 3 Resultat av makrotexturmätning (RRMS) enligt Laser-RST i juni 2006. Riktningen mot Ljusdal. VTI notat 14-2007 19

3 2,5 Hjulspår, medelv: 1,54 Mellan hjulspår, medelv: 2,08 Makrotextur, MPD (mm) 2 1,5 1 0,5 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 4 Resultat av makrotexturmätning (MPD) enligt Laser-RST i juni 2006. Riktningen mot Sveg. 3 2,5 Hjulspår, medelv: 1,46 Mellan hjulspår, medelv: 2,20 Makrotextur, MPD (mm) 2 1,5 1 0,5 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 5 Resultat av makrotexturmätning (MPD) enligt Laser-RST i juni 2006. Riktningen mot Ljusdal. 20 VTI notat 14-2007

Makrotextur RRMS (mm) 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 6 Utvecklingen av makrotextur (RRMS) 2001 2006. Medelvärden från vägytan i hjulspår. Riktning mot Sveg. Makrotextur RRMS (mm) 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 7 Utvecklingen av makrotextur (RRMS) 2001 2006. Medelvärden för vägytan i hjulspår. Riktningen mot Ljusdal. Makrotexturen minskade mest första året beroende på inbäddningen av stenmaterialet i underlaget och avnötningen från dubbdäckstrafiken. En fortsatt reducering, men i mindre omfattning, har skett de följande åren. Sträckorna som lades tidigt på säsongen har fortfarande efter fem års trafik något lägre textur än de som lades ut sent på säsongen. Lägst textur av samtliga har sträcka 1 innehållande Nyspray. Makrotexturen är genomgående lägre i körbanan mot Ljusdal beroende på att de fullastade timmerbilarna går i denna riktning. VTI notat 14-2007 21

3.5 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST Från RST-mätningen fås data om vägens spårdjup samt jämnhet uttryckt som IRI. Medelvärdena från mätningen i juni 2006 framgår av Figur 8 och 9. Utvecklingen av spårdjupet mellan 2001 och 2006 framgår av figur 10, 11, 12 och 13. Enskilda mätvärden från mätningen i juni 2006 framgår av Bilaga 1. 10 9 Mot Sveg, medelv: 3,6 mm Mot Ljusdal, medelv: 6,5 mm 8 Maximalt spårdjup, (mm) 7 6 5 4 3 2 1 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 8 Spårdjup enligt RST-mätning från 2006. 1,6 1,4 Mot Sveg, medelv: 1,00 Mot Ljusdal, medelv: 1,13 1,2 IRI, (mm/m) 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 9 IRI-värden enligt RST-mätning från 2006. 22 VTI notat 14-2007

Maximalt spårdjup (mm) 10 9 8 7 6 5 4 3 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti 2 1 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 10 Utvecklingen av spårdjup 2001 2006. Riktningen mot Sveg. 10 Maximalt spårdjup (mm) 9 8 7 6 5 4 3 Sträckor lagda i juni 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i augusti 2 1 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 11 Utvecklingen av spårdjup 2001 2006. Riktningen mot Ljusdal. VTI notat 14-2007 23

IRI (mm/m) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i juni Sträckor lagda i augusti 0,6 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 12 Utvecklingen av IRI 2001 2006. Riktningen mot Sveg. 2 1,8 1,6 2001 2002 2003 2004 2006 Sträckor lagda i augusti 1,4 Sträckor lagda i juni IRI (mm/m) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Sträcka 1 Sträcka 2 Sträcka 3 Sträcka 4 Sträcka 5 Sträcka 6 Sträcka 7 Figur 13 Utvecklingen av IRI 2001 2006. Riktningen mot Ljusdal. Spårdjupen sommaren 2006 låg på 3,5 4 mm i körbanan mot Sveg och mellan 5 8 mm i körbanan mot Ljusdal. De fullastade timmerbilarna går i riktningen mot Ljusdal. Spårdjupet har inte ökat nämnvärt sedan den första mätningen. Även jämnheten, IRI, påverkas av de förändringar som skett av makrotexturen med lägre (bättre) värden 2006 jämfört med 2001. Ytbehandlingarna utförda tidigt på säsongen uppvisar fortfarande lägre IRI-värden än de som lades sent på säsongen. Vägen har överlag bra jämnhet med IRI-värden mellan 0,9 1,4 mm/m för de olika sträckorna. Körbanan i riktningen mot Sveg har överlag något lägre IRI-värden än körbanan mot Ljusdal. 24 VTI notat 14-2007

3.6 Sammanfattande kommentarer I tabell 1 och 2 ges en sammanställning över besiktningarna och texturmätningar under perioden 2001 2006. Tabell 1 Sammanställning över besiktningar (status) från 2001 2006. Sträcka Släppor, utglesning och avskalning Svärtning Hösten 2001 Vintern 2001/2002 2003 2006 Hösten 2001 Hösten 2002 2003 2004 2006 Lagda i juni 1, Nyspray Ingen Någon Oföränd. Omfattande En del Ingen Ingen 2, Nypro Ingen Någon Oföränd. Omfattande Någon Ingen Ingen 3, BE65R, 330/430 Ingen Någon Oföränd. Omfattande En del Någon Ingen 4, BE65R, 160/220 Ingen Någon Oföränd. Omfattande Någon Ingen Ingen Lagda i augusti 5, Nypro Ingen En del Oföränd. Någon Någon Ingen Ingen 6, Nyspray Ingen En del Oföränd. En del Någon Ingen Ingen 7, BE65R, 330/430 Ingen En del Oföränd. Någon Någon Ingen Ingen 8, BE65R, 160/220 En del Omfattande Överlagd Ingen Överlag Överlag Överlagd Inga blödningar eller randningar har förekommit. Tabell 2 Sammanställning över mätdata av textur efter fem års trafik (2006). Sträcka Makrotextur, RRMS (mm) Makrotextur MPD (mm) Spår Mellan Spår Mellan Lagda i juni 1, Nyspray 0,7 1,1 1,4 2,2 2, Nypro 0,8 1,2 1,5 2,1 3, BE65R, 330/430 0,8 1,1 1,5 2,0 4, BE65R, 160/220 0,7 1,1 1,5 2,0 Lagda i augusti 5, Nypro 0,9 1,2 1,6 2,2 6, Nyspray 0,9 1,3 1,6 2,3 7, BE65R, 330/430 0,8 1,2 1,5 2,1 8, BE 65 R, 160/220 1/ VTI notat 14-2007 25

De tidigt lagda sträckorna har samtliga klarat sig mycket bra och inga skador med undantag för lokala isrivningsskador har observerats. Svärtningen av vägytan var till en början omfattande men har genom dubbslitaget försvunnit efter två vintrar. Mest svärtning av samtliga uppvisade sträckan med Nyspray. Eventuellt skulle bindemedelsmängden ha varit något lägre än receptets föreskrivna 2,7 kg/m². Sträckorna som lades tidigt på säsongen har erhållit lägre makrotextur än de som lades senare på året. Den inbäddningen av stenmaterialpartiklarna som skedde under första sommaren har haft en positiv betydelse för hållbarheten hos beläggningen och i hög grad påverkat vägbanans makrotextur och jämnhet under de första åren. Typen av emulsion verkar inte på längre sikt haft en så stor betydelse på ytbehandlingarna lagda tidigt på säsongen. Vid utförandet gick dock sträckan med Nyspray och tillsats av brytadditiv att sopa tidigare (snabbare brytning) än de andra sträckorna. De sent lagda sträckorna klarade första vintern markant sämre än de som lades tidigt och framför allt isrivningen av vägbanan gav upphov till en hel del avskalning, släppor och stenlossning. Sträckorna med modifierad emulsion klarade sig betydligt bättre än referensen med konventionell emulsion. Beständighetsprovningen av borrkärnor tagna första hösten (2001) visade också att dessa sträckor hade sämre hållbarhet än de som lades tidigare på säsongen. Vidhäftning mellan stenmaterialet, bindemedlet och underliggande asfaltbeläggning var framför allt för sträcka 8 (konventionell emulsion) mycket dålig enligt labbtesterna. Detta bekräftades senare av de skador som redan på hösten började uppträda på sträcka 8 och sedan accelererade under vintern. Stensläppen på de andra sträckorna kan sannolikt tillskrivas isrivningen. Sträcka 8 fick på grund av skadorna läggas över under 2002. Ingen förnyad stenlossning kunde observeras efter den andra vintern utan beläggningen hade stabiliserat sig. En del lokal bindemedelsuppträngning konstaterades på sträckorna 5 och 6, vilket eventuellt kan bero på den höga bindemedelsgivan på 2,9 kg/m². Noterbart är att sträcka 7, innehållande mjukare bitumen än vad som normalt används, klarat de varma somrarna bra utan att blödningar uppkommit, trots den höga bindemedelsgivan och med tanke på det stora antalet tunga fordon på vägen. Sammanfattningsvis visar resultaten från provvägen att modifierad emulsion i förhållande till konventionell har en mindre betydelse för hållbarheten hos ytbehandlingen när den läggs tidigt på säsongen men kan ha en stor betydelse vid sent utförande på året. Det är den första vintern som främst är kritisk för stensläpp. Modifierade emulsioner kan medföra att ytan kan sopas tidigare efter utläggning och vältning. Provvägen visar också att andelen och typen av tung trafik har stor inverkan på makrotexturen hos en ytbehandling. Risken för svärtning ökar också vid större andel tunga fordon. 26 VTI notat 14-2007

4 Väg 723, Heden Färila Provvägsförsöket utfördes den 21 juli 2004 på väg 723 mellan Heden och Färila. Hela objektet var 3 700 m långt varav prov- och referenssträckorna utgjorde 1 700 m. Vägbredden ligger mellan 5,5 6,5 m. Ordinarie ytbehandling var Y1B 8 16. Vädret var under utläggningen bra med lätt molnighet, uppehåll och en temperatur mellan 16 23 C. Typen av ytbehandling, mängd pågrus och bindemedel med mera redovisas i figur 14. Mot Färila Södra körfältet Norra körfältet 1708 m Y1B 8-16 Y1B 8-16 Utfört 20/7, 15.00-21.00 Utfört 20/7, 15.00-21.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² Y1B11-16 Y1B11-16 Utfört 21/7, 07.00-08.00 Utfört 21/7, 07.00-08.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 11-16 mm ca 11 l/m² Pågrus 11-16 mm ca 11 l/m² Avsandning Avsandning Racked-in 11-16, 4-8 Racked-in 11-16, 4-8 Utfört 21/7, 09.00-10.00 Utfört 21/7, 09.00-10.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,5 kg/m² Pågrus 11-16 mm ca 9 l/m² Pågrus 11-16 mm ca 9 l/m² Pågrus 4-8 mm ca 5 l/m² Pågrus 4-8 mm ca 5 l/m² Avsandning Ingen avsandning Y1B 4-16 Y1B 4-16 Utfört 21/7, 11.00-12.00 Utfört 21/7, 11.00-12.00 Längd = 300 m Längd = 300 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 4-16 mm ca 11 l/m² Pågrus 4-16 mm ca 11 l/m² Avsandning Avsandning Y1B 8-16 Y1B 8-16 Utfört 21/7 Utfört 21/7 Längd = 500 m Längd = 500 m BE65R 2,4 kg/m² BE65R 2,4 kg/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² Pågrus 8-16 mm ca 12 l/m² 1408 m 1105 m 802 m 501 m 0 m Ljusdal Figur 14 Provsträckor på väg 723 mellan Heden och Färila. 4.1 Bindemedel och stenmaterial Emulsionen utgjordes av BE65R 160/220. Emulsionen uppfyllde kraven i ATB VÄG. Fördelningen mellan fraktionerna i stenmaterialet fraktion 4 16 mm var ca 40 % 4 8 mm, ca 30 % 8 11 mm och ca 30 % 11 16 mm. I fraktionen 8 16 mm var fördelningen ca 40 % 8 11 mm och 60 % 11 16 mm. Stenmaterialet bestod av bergkross. Två VTI notat 14-2007 27

typer av stenmaterial förekommer på provvägen. Flisighetsindex, kulkvarnsvärde och Los Angeles-tal är okänt. 4.2 Okulär besiktning av provsträckorna 4.2.1 Besiktning 2006 Y1B 8 16, homogen yta, mycket bra Y1B 11 16, grov, homogen yta, någon stenlossning mellan spår (uppkom strax efter utläggning), fraktionen 11 16 kom från en annan täkt än ordinarie ytbehandling (Y1B 8 16) Racked-in 11 16 och 4 8, något inhomogen, fraktionen 11 16 kom från en annan täkt än ordinarie ytbehandling (Y1B 8 16), ytan mer inhomogen Y1B 4 16, något slätare yta men mer inhomogen sammansättning. Bild 9 Y1B 8 16, sommaren 2006. Bild 10 Y1B 11 16, sommaren 2006. 28 VTI notat 14-2007

Bild 11 Racked-in, sommaren 2006. Bild 12 Y1B 4 16, sommaren 2006. 4.3 Makrotextur enligt Laser-RST 4.3.1 Texturmåtten RRMS och MPD En RST-mätning utfördes den 27 juni 2006. Makrotexturen (medelvärden av 20-meterssträckor) framgår av figur 15 och figur 16. Enskilda mätvärden redovisas i bilaga 2. Utvecklingen av makrotexturen redovisas i figur 17 och figur 18. VTI notat 14-2007 29

3 2,8 2,6 Mot Färila Mot Ljusdal Makrotextur, RRMS (mm) 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 15 Resultat av makrotexturmätning (RRMS) i juni 2006. 4 3,5 Mot Färila Mot Ljusdal Makrotextur, MPD (mm) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 16 Resultat av makrotexturmätning (MPD) i juni 2006. 30 VTI notat 14-2007

3,0 2,8 2,6 2,4 2004 2005 2006 Makrotextur, RRMS (mm) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 17 Utvecklingen av makrotextur (RRMS) under 2004 2006. 4,0 3,5 2004 2005 2006 Makrotextur, MPD (mm) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 18 Utvecklingen av makrotextur (MPD) under 2004 2006. Makrotexturen (RRMS och MPD) har för samtliga provbeläggningar minskat under de två första åren. Lägst makrotextur uppvisade Y1B 4 16 och ordinarie beläggning, Y1B 8 16 mm öster om provvägen. Skillnaden mellan de två sträckorna med Y1B 8 16 mm var stor (orsak okänd). Högst makrotextur uppvisade Y1B 11 16 mm. VTI notat 14-2007 31

4.4 Spårdjup och jämnhet enligt Laser-RST Från RST-mätningen fås data om vägens spårdjup samt jämnhet uttryckt som IRI. Medelvärdena av 20-meterssträckorna från mätningen i juni 2006 framgår av figur 19 och figur 20. Utvecklingen i spårdjup och IRI åren 2004 2006 framgår av figur 21 och figur 22. Enskilda mätvärden från mätningen i juni 2006 redovisas i bilaga 2. 8 7 Mot Färila Mot Ljusdal Maximalt spårdjup (mm) 6 5 4 3 2 1 0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 19 Spårdjup enligt RST-mätning från juni 2006. 4 3,5 Mot Färila Mot Ljusdal 3 IRI (mm/m) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 20 IRI enligt RST-mätning från augusti 2006. 32 VTI notat 14-2007

10 9 2004 2005 2006 8 Maximalt spårdjup (mm) 7 6 5 4 3 2 1 0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 21 Utvecklingen av spårdjupet under 2004 2006. 4,0 3,5 2004 2005 2006 3,0 IRI (mm/m) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Y1B 8-16 Y1B 4-16 Racked-in Y1B 11-16 Y1B 8-16 Figur 22 Utvecklingen av IRI under 2004 2006. Både spårutvecklingen och jämnheten i längsled, IRI, verkar ha påverkats av att vägen har varierande och bitvis, sannolikt svag bärighet. Till skillnad mot ytbehandlingen på väg 84, Kasteln Laforsen så har både spårdjupet och IRI-värdet ökat markant mellan åren 2004 och 2006 trots den inbäddning som ytbehandlingen fått under samma tid. VTI notat 14-2007 33

5 Jämförelse mellan olika texturmått 5.1 Jämförelse mellan RRMS och MPD MPD efterliknar sandutfyllnadsmetoden, MTD, bättre än RRMS. Tidigare jämförelser på asfaltbetong har visat på en bra korrelation mellan RRMS och MTD (R 2 > 0,90). I figur 23 29 framgår korrelationen mellan RRMS och MPD uppmätta på provvägarna. Mätvärden från vägbanan i och mellan hjulspåren har tagits med i jämförelsen. 1,8 1,6 1,4 y = 0,5031x + 0,2068 R 2 = 0,9519 1,2 RRMS (mm) 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 MPD (mm) Figur 23 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från 2002. Väg 84. 1,8 1,6 1,4 y = 0,6405x - 0,1585 R 2 = 0,9492 1,2 RRMS (mm) 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 MPD (mm) Figur 24 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från 2004. Väg 84. 34 VTI notat 14-2007

1,6 1,4 y = 0,6021x - 0,0846 R 2 = 0,9096 1,2 RRMS (mm) 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 MPD (mm) Figur 25 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från 2005. Väg 84. 1,6 1,4 y = 0,6325x - 0,1768 R 2 = 0,9881 1,2 1 RRMS 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 MPD Figur 26 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från 2006. Väg 84. 2,5 2 y = 0,7256x - 0,5552 R 2 = 0,9612 RRMS (mm) 1,5 1 0,5 0 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 MPD (mm) Figur 27 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från augusti 2004. Väg X723, Färila. VTI notat 14-2007 35

1,7 1,6 y = 0,5603x - 0,0657 R 2 = 0,9831 1,5 1,4 RRMS (mm) 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 MPD (mm) Figur 28 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från juni 2005. Väg X723, Färila. 1,6 1,4 y = 0,57x - 0,1985 R 2 = 0,8775 1,2 1 RRMS 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 MPD Figur 29 Jämförelse mellan RRMS och MPD. RST-data från augusti 2006. Väg X723, Färila. Jämförs värdena från RRMS med MPD ser man att det finns en mycket bra korrelation mellan dessa båda mått. Förklaringsgraden R 2 ligger i de flesta fall på 0,90 0,98 och mätvärdena har en bra fördelning över axlarna. Mätvärdena skiljer sig dock åt med en faktor på nästan 2. Lasermätning enligt RST-bil fungerar bra för mätning av makrotexturen på ytbehandlingar som i jämförelse med många andra beläggningstyper är skrovligare. Kontinuerliga mätvärden kan fås från vägbanan i hjulspåren och mellan hjulspåren. De krav som ställs i Europastandarden för ytbehandling avser vägbanan i hjulspåren. En förutsättning för ett korrekt resultat är att vägbanan inte är för våt (gäller generellt för mätning av makrotextur). 36 VTI notat 14-2007

5.2 Jämförelse mellan RRMS och MTD 6 5 y = 2,1999x - 0,2242 R 2 = 0,9072 4 MTD ( mm) 3 2 1 0 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 RRMS (mm) Figur 30 Jämförelse mellan RRMS och MTD (sandutfyllnadsmetoden). Mätning i september 2001 (VTI notat 15-2002). Väg 84. 1,2 1,1 1,0 y = 0,3237x + 0,0936 R 2 = 0,8848 r = 0,94 0,9 RST (RRMS) 0,8 0,7 0,6 I spår 1996 Mellan spår 1996-98 0,5 0,4 0,3 I spår 1997/ 98 0,2 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 Sandpatch (MTD) Figur 31 Jämförelse mellan RRMS och MTD (sandutfyllnadsmetoden). Mätningar från väg 62, Deje Olsäter 1996 1998 (VTI notat 64-1999). Som det framgår av figur 30 föreligger en bra korrelation mellan MTD och RRMS. Om antalet sandfläckar varit större hade sannolikt korrelationen blivit ännu bättre. I detta fall gjordes 6 mätningar per sträcka. Ytbehandlingen är av typen Y1B 11 16. Även av figur 31 framgår att korrelationen är god. I detta fall är det Y1B 8 11 på en högtrafikerad väg med relativt mycket dubbslitage som undersökts. Beläggningen blev på grund av sämre kvalitet på stenmaterialet genomslitet efter drygt 3 år (därav den markanta reduceringen av makrotexturen i hjulspåren). VTI notat 14-2007 37

5.3 Jämförelse mellan MPD och MTD 4,5 4,0 y = 0,872x + 1,1282 R 2 = 0,8391 MTD (mm) 3,5 3,0 2,5 2,0 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 MPD (mm) Figur 32 Jämförelse mellan MPD och MTD. Mätning i augusti 2004. Väg X 723, Färila. 4,0 3,5 y = 0,624x + 1,3389 R 2 = 0,7036 3,0 MTD (mm) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 MPD (mm) Figur 33 Jämförelse mellan MPD och MTD. Mätning i juni 2005. Väg X 723, Färila. Vid väg X 723,Färila har sandfläcksmätningar (MTD) jämförts med beräknade MPDvärden från RST-mätning vid två tillfällen. Mätningarna utfördes samma dag vid torr väderlek. En första mätning utfördes ett par månader efter utförandet (figur 32) och omfattade 6 mätpunkter per sträcka. Korrelationen från denna mätning var förhållandevis god med förklaringsgraden, R² på 0,84. En förnyad mätning utfördes efter ca ett års trafik (figur 33), med 9 mätpunkter per sträcka och riktning. Korrelationen mellan MPD och MTD var något sämre, R² 0,70. 38 VTI notat 14-2007

6 Inventering av makrotextur I samband med uppföljningar av provvägarna har ytterligare ett antal vägar med ytbehandling mätts med RST. Avsikten är att ta fram underlag för funktionell upphandling av ytbehandling där krav på makrotexturen är en viktig del. Även Europastandarden innehåller krav på makrotextur, både på kortare (1 år) och längre sikt (>10 år). I tabell 3 ges en sammanställning över uppmätta mått med laser-rst (RRMS och MPD) och sandfläcksmetoden (MTD). Tabell 3 Sammanställning över makrotexturvärden på ytbehandling från olika vägar. Objekt Typ Ålder M. spår mm RRMS MPD MTD Spår mm M. spår mm Spår mm M. Spår mm Väg 83, Noran-Hamnäs Y1B 8-11 3 0,6 0,5 1,1 0,9 Väg 83, Kilafors-Granbo Y1B 11-16 1 1,1 0,7 1,6 1,0 Väg 83, Granbo-Länninge Y1B 11-16 2 1,0 0,7 1,5 1,2 Väg 653, Växbo-Bollnäs Y1B 11-16 5 1,5 1,4 3,7 2,8 Väg 653, Växbo-Bollnäs Y1B 11-16 8 1,4 1,3 2,1 2,2 Väg 744, Näsbyn-Myra Y1B 4-16 3 0,8 0,9 1,1 1,3 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 0,2 1,7 1,6 3,8 3,4 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 1 1,4 1,1 2,3 1,8 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 2 1,4 1,0 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 3 1,3 0,9 2,3 1,6 3,0 2,1 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 4 1,2 0,9 2,1 1,6 Väg 84, Ljusdal-Sveg Y1B 11-16 5 1,2 0,8 2,1 1,5 Väg 723, Heden-Färila Y1B 8-16 0,1 1,6 2,9 4,1 3,8 Väg 723, Heden-Färila Y1B 8-16 1 1,4 2,5 3,0 Väg 723, Heden-Färila Y1B 8-16 2 1,2 2,4 Väg 723, Heden-Färila Y1B 11-16 0,1 2,0 3,5 4,4 3,9 Väg 723, Heden-Färila Y1B 11-16 1 1,6 3,0 3,3 Väg 723, Heden-Färila Y1B 11-16 2 1,5 2,9 Väg 723, Heden-Färila Racked-in 0,1 1,6 3,0 4,0 3,5 Väg 723, Heden-Färila Racked-in 1 1,4 2,7 2,9 Väg 723, Heden-Färila Racked-in 2 1,3 2,6 Väg 723, Heden-Färila Y1B 4-16 0,1 1,4 2,7 4,1 3,0 Väg 723, Heden-Färila Y1B 4-16 1 1,3 2,5 2,8 Väg 723, Heden-Färila Y1B 4-16 2 1,1 2,3 Väg 62, Deje-Olsäter Y1B 8-11 0,2 1,0 0,8 2,8 2,0 Väg 62, Deje-Olsäter Y1B 8-11 1 0,9 0,4 2,5 1,3 Väg 62, Deje-Olsäter Y1B 8-11 2 0,9 0,4 2,2 0,9 Väg 84, inbäddad yta Y1B 11-16 2 1,3 Väg 84, inbäddad yta Y1B 11-16 2 1,3 Vasaloppsvägen Y1B 4-8 8 1,8 1,2 Vasaloppsvägen Y1B 8-11 8 2,0 1,5 Spår mm VTI notat 14-2007 39

Det är många faktorer som kan påverka makrotexturen. Faktorer kopplade till stenmaterialet och bindemedlet kan vara kornform, kornstorlek, mängden pågrus, typ och mängd av bindemedel samt avsandningsmaterial. Faktorer kopplade till vägen och trafiken är underlagets hårdhet, trafikmängd, andel tung trafik, andel dubbade fordon, hastighet och snöplogning. Även beläggningstemperaturen har betydelse för inbäddningen av stenmaterialet. Därför blir spännvidden stor i makrotexturen om olika typer av ytbehandlingar med varierande ålder från olika vägar jämförs med varandra. Som det framgår av tabell 3 så minskar texturen med tiden. Om RRMS-värdena i hjulspåren enligt regressionssambandet i figur 30 räknas om till MTD (Europamåttet) hamnar värdena mellan 0,8 4,2 mm. Uppmätta MTD-värden ligger mellan 0,9 3,9 mm. I Europastandarden delas makrotexturen (MTD) in i 5 kategorier ( 0,5, 0,7, 1,0, 1,5 och 2,0 mm). Meningen är att de olika kategorierna skall användas för olika ändamål. Om önskemålet är en slätare yta (t.ex. i tätorter och bebyggelse) ställs krav på lägre textur och om en skrovlig yta eftersträvas (högtrafikerad väg, högre hastighet, hög andel dubbdäck eller tunga fordon) ställs krav på högre textur. 40 VTI notat 14-2007

7 Undersökning av nötningsegenskaper med Prall Undersökningarna i Prall utfördes dels vid samma frekvens som metoden för asfaltprovkroppar föreskriver (FAS metod 471), dels enligt en modifiering av metoden som innebär att varvtalet (slagfrekvensen) sänkts. Tre provkroppar undersöktes per ytbehandlingstyp och frekvens. Syftet var att studera slitstyrkan hos ytbehandling vid skonsammare påkänning än vid 950 varv/tim enligt standardmetoden. Risken vid provning av ytbehandling är att stenmaterialet lossnar i stället för att nötas om kraften från stålkulorna är för hård. Stenmaterialet utgjordes av porfyr med mycket god slitstyrka (kulkvarnsvärde <4 för Y1B 11 16). Borrkärnorna togs upp i oktober 2006. Innan provningen sågades de till ca 30 mm höjd. Prov togs på följande ytbehandlingar: Y1B 11 16 hjulspår Y1B 11 16 mellan hjulspår Y1B 8 11 mellan hjulspår. Beläggningarna var ca 5 år när proven togs. För att efterlikna förhållandena vid mer nylagd ytbehandling togs två provserier på vägbanan mellan hjulspåren där efterpackningen och slitaget från trafiken är förhållandevis låg. Provserien tagen i hjulspåret var ordentligt inbäddade i underlaget. 7.1 Metodbeskrivning, Prall Stålkulor (40 st.) Vattenlagring i 24 timmar vid +5 C. Mellan varje nötningsperiod tempererades proverna Provningstemperatur, +5 C Varvtal 600, 700, 800 och 950 varv/min Körtid 15 min (5+5+5 min) Slitaget redovisas genom bortnött mängd material. Eventuellt lossnade partiklar som kunnat omhändertas har inte tagits med som bortnött material. Bild 13 VTI:s Prallutrustning. VTI notat 14-2007 41

Bortnött mängd material efter varje slitageperiod på 5 min vägdes. Eftersom ytbehandlingslagret är relativt tunt får inte underliggande beläggning påverka resultatet. Utöver mätning av slitaget har provkropparna besiktats okulärt och fotats (dokumenterats) före, under och efter provningen. Om stenar lossnar eller om stenlagret blivit genomslitet har detta noterats och tas med vid utvärderingen. 7.2 Resultat från 2006 Resultaten från provningarna redovisas i tabell 4 7. I tabell 8 framgår bortnött material per varv vid olika frekvenser. I figur 34 ges en översikt av vilken effekt frekvensen har på mängden bortnött material. I bild 14 och 15 redovisas foton av provkropparna före och efter test. Tabell 4 Bortslitet material efter 950 varv/min. Ytbehandling Läge Bortnött (g) 5 min Bortnött (g) 10 min Bortnött (g) 15 min Stensläpp (g) Y1B 11 16 Hjulspår 9,1 16,2 22,6 1,6 Y1B 11 16 Mellan hjulspår 9,9 16,7 23,8 0,5 Y1B 8 11 Mellan hjulspår 15,1 32,8 51,3 0,4 Tabell 5 Bortslitet material efter 800 varv/min. Ytbehandling Läge Bortnött (g) 5 min Bortnött (g) 10 min Bortnött (g) 15 min Y1B 11 16 Hjulspår 3,8 6,3 8,7 0 Stensläpp (g) Y1B 11 16 Mellan hjulspår 5,3 10,1 14,4 3,1 Y1B 8 11 Mellan hjulspår 6,0 11,7 16,7 0 Tabell 6 Bortslitet material efter 700 varv/min. Ytbehandling Läge Bortnött (g) 5 min Bortnött (g) 10 min Bortnött (g) 15 min Stensläpp (g) Y1B 11 16 Hjulspår 2,8 5,3 7,3 0 Y1B 11 16 Mellan hjulspår 3,9 6,3 8,1 0 Y1B 8 11 Mellan hjulspår 4,2 7,6 11,1 0 42 VTI notat 14-2007

Tabell 7 Bortslitet material efter 600 varv/min. Ytbehandling Läge Bortnött (g) 5 min Bortnött (g) 10 min Bortnött (g) 15 min Stensläpp (g) Y1B 11 16 Hjulspår 1,6 3,5 4,7 0,6 Y1B 11 16 Mellan hjulspår 1,8 3,4 4,3 0,7 Y1B 8 11 Mellan hjulspår 2,6 4,7 6,7 0 Tabell 8 Slitage per varv vid olika frekvenser. Ytbehandling Läge 600 varv/min g 700 varv/min g 800 varv/min g 950 varv/min g Y1B 11 16 Hjulspår 0,0010 0,0014 0,0014 0,0032 Y1B 11 16 Mellan hjulspår 0,0010 0,0015 0,0024 0,0033 Y1B 8 11 Mellan hjulspår 0,0015 0,0021 0,0028 0,0072 60 50 Y1 B 8-11, mellan hjulspår Y1B 11-16, mellan hjulspår Bortsliten mängd material, g 40 30 20 Y1B, 11-16, hjulspår Y1 B 8-11 Y1B 11-16 10 0 600 700 800 950 Frekvens, varv/min Figur 34 Inverkan av frekvens på bortsliten mängd material. VTI notat 14-2007 43

Y1B 11 16, hjulspår Y1B 11 16, mellan hjulspår Y1B 8 11, mellan hjulspår Bild 14 Exempel på provkroppar före test i Prall. Y1B 11 16, hjulspår Y1B 11 16, mellan hjulspår Y1B 8-11, mellan hjulspår Bild 15 Exempel på provkroppar efter test i Prall (3*2,5 min). 44 VTI notat 14-2007

Noterbart är att proverna vid 950 varv/min klarat provningen utan stenlossning och utan att ytbehandlingslagret blivit nedslitet till brukets nivå. En bidragande orsak är att slitstyrkan är så god hos ytbehandlingen. Stenlossningen är inte nämnvärt större vid 950 än vid 600 varv/min. Bortnött mängd material minskar markant med lägre frekvens. En orsak är att antalet varv (nötningsfrekvensen) under testet blir lägre när varvtalet sänks. Men även om hänsyn tas till detta så reduceras mängden bortnött material vid lägre frekvens (tabell 8). Om mängden bortslitet material vid 600 varv/min skall bli lika stort som vid 950 varv/min så skulle provet behöva nötas i 4 ggr längre, dvs. i 60 min i stället för 15 min. Frekvenserna 800 950 varv/min verkar vara mer relevanta än 600 700 varv/min. Skillnaden i slitage mellan stenstorlekarna 8 11 och 11 16 stämmer då bättre överens med erfarenheterna från slitagestudier i fält. En provningsmetod måste vara utslagsgivande och kunna skilja på materialen på ett verklighetsnära sätt. Sammanfattningsvis så visar försöken med Y1B 8 11 och 11 16 att nuvarande frekvens i Prallmetoden fungerar bra vid undersökningar av medel- till mycket slitstarka ytbehandlingar. Om materialet har avsevärt sämre slitstyrka så riskerar ytbehandlingsstenen att slitas ned innan provningen är avslutad och provningsresultatet riskerar då att påverkas av underliggande beläggning. Y1B 11 16 erhöll vid 950 varv/min ungefär halverat slitage jämfört med Y1B 8 11. Skillnaden var markant lägre vid 800 varv/min. Om bortsliten mängd material räknas om till slitagevärde enligt standardmetoden (volym bortslitet beläggningsmaterial) så blir Prallvärdet för Y1B 11 16 ca 10 cm³. Motsvarande värde för Y1B 8 11 blir ca 20 cm³. 7.3 Resultat från 2001 I samband med provvägsförsök av PME i ytbehandlingar togs 2001 ett antal prov för beständighets- och slitagestudier. För att undersöka slitstyrkan hos de upptagna proven av ytbehandling genomfördes en analys i Prall enligt den metod som vid denna tidpunkt användes (PrFAS 471-00:02). Skrymdensiteten bestämdes på analysproverna innan testet så att en korrekt redovisning (volym bortnött material) skulle vara möjlig. Analysproverna bestod av två olika beläggningar med Y1B 8 11 och Y1B 11 16 innehållande porfyr från Älvdalen. Provningen gjordes vid slagfrekvensen 950 varv/min, proverna vattenlagrades (tempererades) i +5 C i ett dygn och nötningstiden var 15 minuter (utan avbrott). Resultatet redovisas i figur 35. 30,0 70,0 25,0 Prall enl. metod Bortnött material Y1B 8-11 60,0 50,0 Prallvärde, cm3 20,0 15,0 10,0 Y1B 11-16 40,0 30,0 20,0 Bortnött material, g 5,0 10,0 0,0 Växbo, Ref Växbo, PmE Oxberg, Ref Oxberg, PmE Prall enl. metod 14,5 14,7 25,8 24,6 Bortnött material 32,9 32,7 57,6 54,5 0,0 Figur 35 Slitstyrkan på ytbehandling enligt Prall (prfas 471-00:2). VTI notat 14-2007 45

Som det framgår av figuren så påverkas ytbehandlingens nötningsresistens av största stenstorlek. I båda fallen användes högkvalitativt stenmaterial som förklarar de låga Prallvärdena. 7.4 Resultat från 2004 I samband med provvägsförsöket på väg 723, Heden Färila togs efter ett år provkroppar av ytbehandlingen för jämförande beständighets- och slitagestudier. Vid denna test kortades nötningstiden ner till 7,5 minuter och frekvensen sänktes till 900 varv/min. Anledningen var att stenmaterialet hade sämre slitstyrka. Resultaten framgår av tabell 9 och figur 36. Tabell 9 Bortsliten mängd material efter testning i Prall. Sträcka Bortnött (g) 2,5 min Bortnött (g) 5,0 min Bortnött (g) 7,5 min Stensläpp (g) Y1B 8 16 23,2 46,3 63,9 0,5 Y1B 11 16 25,1 54,5 83,4 9,6 Racked-in 25,8 56,4 83,8 7,8 Y1B 4 16 36,0 64,0 83,4 2,1 90 80 70 60 Avnötning (g) 50 40 30 20 Y1B 8-16 Y1B 11-16 Racked-in Y1B 4-16 10 0 2,5 min 5 min 7,5 min Figur 36 Bortnött material enligt mod. Prall (900 varv/min). Eftersom de flesta proven slets ned nästan fullständigt efter 7,5 min gjordes utvärderingen efter 5 minuter. Bäst av sträckorna klarade sig Y1B 8 16 och sämst Y1B 4 16. Skillnaden beror på att Y1B 8 16 innehåller större andel grövre stenmaterial än Y1B 4 16. Det båda beläggningar bestod i samtliga fraktioner av material från samma täkt. Skillnaderna mellan Racked-in och Y1B 11 16 var liten trots att halten grövre stenmaterial är större i Y1B 11 16. I dessa fall kom fraktion 11 16 från en annan täkt med troligen något sämre kulkvarnsvärde. Det förklarar sannolikt att både Y1B 11 16 och Racked-in fick ett större slitage än Y1B 8 16. 46 VTI notat 14-2007

Det kan nämnas att vid tidigare provningar Y1B 11 16 med porfyr efter 5 minuter slitage i Prall erhöll 10 15 g bortnött material jämfört med 45 65 g bortnött material i denna test. Provningen visar att det är vanskligt att testa ytbehandlingar med sämre stenmaterial i Prall pga. att stenmaterialet relativt snart nöts ned (se bild 16). I detta fall kan kulkvarnsvärdena ha legat betydligt över 10 (värdena är okända). Y1B 8 16 Y1B 11 16 Racked-in Y1B 4 16 Bild 16 Exempel på provkroppar efter testning 2*2,5 min i Prall. Stenmaterialet är på vissa ytor genomslitet. VTI notat 14-2007 47