Provsträckor med gummiasfalt

Relevanta dokument
Prov med krossad betong på Stenebyvägen i Göteborg

Utvärdering av gummiasfalt provväg E22 Mönsterås

Stålarmering av väg E6 Ljungskile, Bratteforsån Lyckorna

Fundamentala egenskaper hos skelettbeläggningar, Serie H1, H2 och H3. Safwat Said. Konstruktion& Byggande. Skanska, ATC

Vägavsnitt med hyttsten och hyttsand

OBS I Finland användes namnet Gilsonite för Uintaite

Energisnåla beläggningar

Framtida vägkonstruktioner NVF specialistseminarium ton på väg

Evaluering av asfaltkonstruktion

NABIN 2016 Deformations resistens och Högpresterande beläggningar. Svenska erfarenheter.

KOMPLETTERANDE PROJEKT RUNT PROVVÄG FÖRUTSÄTTNINGAR PROVVÄG

Försök med asfaltåtervinning i Stockholm Asfaltgranulat som bärlager på GC-vägar Varm återvinning som slitlager på vägar/gator Lägesrapport 2001

Försökssträckor med ökad återvinning (SBUF):

Utvärdering av bitumenbundet bärlager, E4 Skånes Fagerhult

Fräst asfaltgranulat som bärlager i gångbanor

Försökssträckor med ökad återvinning (SBUF):

Återvinning av MJOG/MJAG i varmblandad asfalt (halvvarmt i varmt)

BBÖ-provsträckor E4 och E18

Funktionsbaserad optimering av vägöverbyggnader

Förstärkningslagermaterial. av krossade betongslipers. VTI notat VTI notat Provsträckor på väg 869 vid Stenstorp.

Försök med kall och halvvarm återvinning på väg 90, delen Lunde Gustavsvik

2+1, Utredning av befintliga konstruktioner

Undersökning av mekaniska egenskaper hos tunna beläggningar av MJAB

Metoddagen 2007 Provtagning i fält

Förstärkning av vägkonstruktion med stålnätsarmering

Nr: Utgivningsår: Funktionsegenskaper hos asfaltbeläggningar, flygfältsbanor vid F21

Prov med olika överbyggnadstyper

Töjningskriterier tunna beläggningar

Utförandets inverkan på hållbarhet för beläggningslager

Utvärdering av massabeläggning med mjukgjord bitumen, MJAB och MJAG

Accelererad provning av vägkonstruktioner

Grå-Gröna systemlösningar för hållbara städer. HVS och fältförsök. Fredrik Hellman VTI

Provväg Riksväg 26 Skultorp

Utvärdering av sammansättningens. inverkan på utmattning och styvhet

Stabilitetsprovning hos asfaltbeläggningar

Provväg Skänninge: Spårdjup 9:e oktober 2033?*

Beskrivning av VTI-metod för bärighetsklassificering av svenska flygfältsbanor

Peter Gustafsson Peab Asfalt AB

Hållfasthetstillväxt hos ballast av krossad betong.

Alternativa beläggningar högpresterande

Stabilisering med emulsion och kombinationen av emulsion + cement

Asfaltdagen 2016 Torsten Nordgren

VTInatat Nummer: V 03 - Datum: Titel: Uppföljning av CG-provvägen Nyängsleden, Västerås -81 Författare: Sven-Olof Hjalmarsson

Polymermodifierade bindemedel i asfaltbeläggning - erfarenheter i Sverige

Nr Prov med verkblandad cementstabilisering på väg E79, Vännäs -75. Lägesrapport av Krister Ydrevik

Nr: Utgivningsår: Krypbenägenhet hos asfaltprov: testparametrar

Energiförbrukning och kvalité

Nummer: V 80 Datum: Titel: Provvägsförsök Gärstad -87 Slagger från kol- och sopförbränning Lägesrapport 8901.

Gummiasfalt. Asfaltbeläggning med gummimodifierat bitumen. Treårigt utvecklingsprojekt Dokumentation från Asfaltdagarna 2008

Bestämning av stabilitet med pulserande kryptest (ver 1) Metodens användning och begränsningar. Princip

Typblad, kontrollblad, bindemedel och konstruktionstyper för bitumenbundna lager

TEKNISK HANDBOK DEL 2 - ANLÄGGNING. Bilaga 1

Aktuellt från CEN/TC 227 Metoder inom asfaltområdet

TEKNISK HANDBOK DEL 2 - ANLÄGGNING. Bilaga 1

Nya metoder och hjälpmedel för kvalitetsuppföljning

Vi utför provsträckor med. gummiasfalt

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Uppföljning av vägar utförda med KGO III-metoden

Innehåll. Bestämning av ojämnheter VV Publ. nr 2001:29 och tvärfall med rätskiva VVMB 107

utveckling Begreppet kvalitet - asfaltbeläggningar Allmänt om kvalitet Forskningsfinansiärer och utövare FoU-projekt inom olika områden

Metoddagen 11 februari, 2010

Provning av Cement Stabiliserad Asfalt CSA

E22 Malmö-Kristianstad, delen trafikplats Gastelyckan-trafikplats Lund N

PUBLIKATION 2008:95. Teknisk beskrivning av flödesblandad asfalt KGO-III

Konsekvenser för hälsa och miljö vid hantering och användande av gummiasfalt sammanställning av utförda undersökningar

Nr: Utgivningsår: BBÖ-provsträckor på väg E l8 i C-län vid Enköping. Lägesrapport efter fem års trafik.

Besiktning av KGO-sträckor

Uppföljning av vägar utförda med KGO-III-metoden

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

Lab-provning av bullerdämpande asfalt (E4 Rotebro) Dubbeldrän.

Friktionsmätning av vägavsnitt med gummiasfalt

Svenska vägutformningsmetoder PMS-Objekt

Trafikverkets variant implementerad i PMS Objekt

Profilmätning på sträckor med gummimodifierat bitumen på E4 Uppsala och E6 Mölndal

Viveca Wallqvist. Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Förslag på E-moduler i PMS-Objekt

PMB identifiering av egenskaper i bitumen som ger rätt egenskaper i beläggning.

ATB-Nyheter. Hamid Zarghampou November 200

VTI särtryc. ituminösa beläggningar: att bygga broar ellan teori och verklighet

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Utvärderingen av högpresterande bitumen

Materialtyp Jordartsgrupp enligt SGF 81 respektive grupp Tilläggsvillkor Exempel på jordarter 1 Bergtyp 1 och 2

SPECIALISTSEMINARIUM avseende Smala körfält- en utmaning för beläggningsbranschen. 20 januari, 2011 Hagaporten, Solna

Presentation Kenneth Lind

Slaggasfalt, delrapport B

Beläggningslagers temperaturer

Dimensionering av lågtrafikerade vägar

TRVMB 703: Provtagning vid kontroll av asfaltbeläggning. Metodbeskrivning : Asfaltbeläggning Publ. 2011:004

1/20/2011. Dimensionering av vägar med smala körfält. NVF seminarium 20 januari Carl-Gösta Enocksson. Innehåll

Seismik. Nils Ryden, Peab / LTH. Nils Rydén, Peab / Lunds Tekniska Högskola

Testplatser för 74 ton tunga fordon två instrumenterade tunna vägkonstruktioner

Föryngring av asfalt i kretsloppet Mats Wendel, PEAB Asfalt

Prov med olika överbyggnadstyper

Utvärdering av mekanistisk-empiriska modeller i ett svenskt och ett amerikanskt dimensioneringsprogram för flexibel vägöverbyggnad

EXAMENSARBETE. Vältning och packning vid asfaltbeläggning

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

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Forum för BK Kenneth Natanaelsson, Trafikverket

Försök med krossad asfalt i bärlager på väg 46, Blidsberg Trädet, Västergötland

Quality-Driven Process for Requirements Elicitation: The Case of Architecture Driving Requirements

Transkript:

VTI rapport 803 Utgivningsår 2014 www.vti.se/publikationer Provsträckor med gummiasfalt Ragn-Sells infart vid granulat-anläggningen, Heljestorp Safwat F Said Håkan Carlsson Leif Viman Torsten Nordgren

Utgivare: Publikation: VTI rapport 803 Utgivningsår: 2014 Projektnummer: 200477 Dnr: 2011/0596-29 581 95 Linköping Projektnamn: Gummiasfalt, Ragn-Sell Författare: Safwat F. Said, Håkan Carlsson, Leif Viman och Torsten Nordgren Uppdragsgivare: Trafikverket Titel: Provsträckor med gummiasfalt, Ragn-Sells infart vid Granulat-anläggningen, Heljestorp Referat Mer än 150 000 ton gummiasfalt har tillverkats mellan åren 2007 2013 i Sverige för asfaltering av totalt mer än 150 km vägsträckor fördelade på mer än 20 vägobjekt. I det här arbetet redovisas uppbyggnaden och tillståndsutvärderingen av fyra beläggningsytor byggda under hösten 2011 på infarten till Ragn-Sells granulat-anläggning i Vänersborg. Beläggningsytorna är utförda med olika konstruktioner och asfaltbeläggningslager. Syftet är att värdera nyttan med gummiasfalt i olika lager i vägkroppen, främst med avseende på teknisk livslängd. Provytorna har instrumenterats med töjningsgivare i underkant av beläggning. Det konstateras att vägöverbyggnader bestående av gummimodifierat bitumen kan ha betydande positiv inverkan på motstånd mot sprickor baserad på töjningsmätningarna under det första året efter byggandet av provvägen. Nyckelord: Gummiasfalt, beläggning, fallviktsmätningar, töjningar, tillståndsutvärdering, livslängd ISSN: Språk: Antal sidor: 0347-6030 Svenska 52

Publisher: Publication: VTI rapport 803 Published: 2014 Projectcode: 200477 Dnr: 2011/0596-29 SE-581 95 Linköping Sweden Project: Asphalt rubber pavement, Ragn-Sell Author: Safwat F. Said, Håkan Carlsson, Leif Viman and Torsten Nordgren Sponsor: The Swedish Transport Administration Title: Test sections with asphalt rubber at Ragn-Sells entrance, Heljestorp Abstract More than 150 000 tonnes of rubber asphalt has been manufactured between the years 2007 2013 in Sweden for paving of more than 150 km road sections. Pavement performance of four slightly different road structures constructed during the fall of 2011 is presented in this work. The test sections were instrumented with strain gauges at the bottom of bituminous layers. The objective is to evaluate and demonstrate the performance of asphalt rubber used in various pavement layers with respect to fatigue cracking. It is concluded that the asphalt rubber layers could have significant effect on fatigue cracking of pavement based on strain measurements during the first year after construction of the test road. Keywords: Asphalt rubber, asphalt concrete, FWD, pavement performance, strain measurements, fatigue life ISSN: Language: No of pages: 0347-6030 Swedish 52

Förord Denna undersökning har utförts av VTI på uppdrag av Trafikverket. Provtagning och produktionskontroll har utförts av Peab laboratoriet. Fält och laboratoriemätningar har utförts av VTI:s personal i Linköping. Ett stort tack till alla personer som bidragit till detta arbete. Linköping, december 2013 Safwat Said Projektledare VTI rapport 803 Omslag: VTI

Kvalitetsgranskning Intern peer review har genomförts 10 december 2013 av Robert Karlsson. Safwat Said har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus 12 december 2013. Projektledarens närmaste chef, forskningschef Björn Kalman har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 22 januari 2014. Quality review Internal peer review was performed on 10 December 2013 by Robert Karlsson. 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 January 2014. Tryckt på VTI i Linköping, februari 2014 VTI rapport 803

Innehållsförteckning Sammanfattning... 5 Summary... 7 1 Inledning... 9 2 Provytornas konstruktioner och trafikbelastning... 10 3 Instrumentering... 12 4 Utvärdering av provytorna... 13 4.1 Laboratorieprovningar... 13 4.2 Fältmätningar... 21 5 Diskussion och förslag till uppföljning... 31 6 Slutkommentarer... 34 Referenser... 35 Bilaga 1 FWD-data från mätning 2012 Bilaga 2 Hålrumshalt på borrkärnor Bilaga 3 Produktionskontroll utförd av Peab VTI rapport 803

VTI rapport 803

Provsträckor med gummiasfalt. Ragn-Sells infart vid Granulatanläggningen, Heljestorp av Safwat F Said, Håkan Carlsson, Leif Viman och Torsten Nordgren (Trafikverket) VTI (Statens väg- och transportforskningsinstitut) 581 95 Linköping Sammanfattning I det här arbetet redovisas uppbyggnaden och första utvärderingen av fyra beläggningsytor byggda under hösten 2011 på infarten till Ragn-Sells granulatanläggning i Vänersborg. Beläggningsytorna är utförda med olika konstruktioner och asfaltbeläggningslager. Syftet är att värdera nyttan av konstruktioner byggda med gummiasfalt i olika lager, främst med avseende på teknisk livslängd. Provytorna har instrumenterats med töjningsgivare i underkant av beläggning. Det konstateras att beläggningslager bestående av gummimodifierat bitumen kan ha betydande positiv inverkan på utmattningslivslängden baserad på mätningarna under det första året efter byggandet av provvägen. För att säkerställa resultaten bör uppmätta töjningar och fallviktsmätningar upprepas för att öka dataunderlaget och säkerheten i analysen. Det är också önskvärt att klarlägga varför gummiasfalten ger upphov till relativt lägre töjningar i underkant av beläggning och därmed kan leda till längre livslängd. 5

6 VTI rapport 803

Test sections with asphalt rubber at Ragn-Sells entrance, Heljestorp by Safwat F Said, Håkan Carlsson, Leif Viman and Torsten Nordgren (Swedish Transport Administration) VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) SE-581 95 Linköping, Sweden Summary This study presents an implementation and evaluation of four road sections constructed during the fall of 2011 at the entrance to Ragn-Sells plant near Vänersborg in the western part of Sweden. The test sections were built with slightly different pavement structures and bituminous layers. The objective is to evaluate and demonstrate the performance of asphalt rubber used in various pavement layers with respect to expected service life. The test sections were instrumented with strain gauges at the bottom of bituminous layers. It is concluded that the asphalt rubber layers could have significant effect on fatigue life of pavement based on measurements during the first year after construction of the test road. To ensure the conclusions, strain and Falling Weight Deflectometer measurements should be repeated to increase the reliability of the analysis. It would also be valuable to clarify why the asphalt rubber gives rise to relatively lower stresses in the bottom edge of the coating and thus may lead to longer lifetime. VTI rapport 803 7

8 VTI rapport 803

1 Inledning Sedan 2006 har Trafikverket studerat och utfört flera objekt med gummiasfaltbeläggningar för utvärdering vid svenska förhållanden. Kunskapen om tillverkning, utläggning och miljöeffekter av gummiasfalt har främst hämtats från USA. Mer än 150 000 ton gummiasfalt har tillverkats mellan åren 2007 2013 i Sverige för asfaltering av totalt mer än 150 km vägsträckor fördelade på mer än 20 vägobjekt, i huvudsak som slitlagerbeläggning. Över 2500 ton gummigranulat (0 1 mm) har använts. Gummiasfalten har tillverkats enligt våtteknik med inblandning av cirka 17 procent gummigranulat i bitumen, vilket ger ett gummimodifierat bitumen som sedan blandats med stenmaterialet vid tillverkning av olika massabeläggningar. För detaljerad beskrivning av vägobjekten och erfarenheterna hänvisas till Viman (2009; 2011). I det här arbetet redovisas uppbyggnaden och första utvärderingen av fyra beläggningsytor byggda under hösten 2011 på infarten till Ragn-Sells granulatanläggning i Vänersborg (figur 1). Beläggningsytorna är utförda med olika konstruktioner och asfaltbeläggningslager. Syftet är att värdera nyttan med gummiasfalt i olika lager i vägkroppen, främst med avseende på teknisk livslängd. Provytorna har instrumenterats med töjningsgivare i underkant av beläggning. Tyvärr innehåller beläggningslager med gummimodifierat bindemedel cirka 1,5 procent mer bindemedel än ursprungliga planer på grund av fel vid tillverkning, varför målsättningen också är att efter denna första utvärdering komma fram, till beslut om fortsatt uppföljning några år framåt. Figur 1 Provytornas läge VTI rapport 803 9

2 Provytornas konstruktioner och trafikbelastning Fyra provytor har byggts på infarten till Ragn-Sells granulatanläggning Heljestorp utanför Vänersborg. Provytornas placering visas i figur 2 och 3. Provytorna är cirka 40-60 m långa. Beläggningsarbetet har utförts av Peab i september 2011. De nominella lageruppbyggnaderna av konstruktionerna visas i figur 4. Provyta 4 består av konventionella beläggningstyper varför den gäller som referensyta med slitlager ABS11 70/100, bindlager ABb16 70/100 och bärlager AG22 160/220. Provytorna 1, 2 och 3 har ett slitlager bestående av gummimodifierad asfalt med partikelsprång. Samtliga slitlager planerades att ha en tjocklek på 40 mm utom yta 2 som planerades med 35 mm slitlager. Gummimodifierat bitumen, GMB, (Trafikverket, 2013) är framtagen med våta tekniken. Det är cirka 17 procent gummigranulat inblandad i basbitumen 70/100. Slitlagret på ytorna 1-3 är av typen GAP 11 (gummimodifierad asfalt med partikelsprång och baserad på basbitumen 70/100). Bindlagret på ytorna 1 och 4 består av ABb16 70/100 och yta 3 har en gummimodifierad asfalt (ABb16 GMB) med en nominell tjocklek på 40 mm, medan yta 2 saknar bindlager. GMB för bindlagret är också tillverkat med cirka 17 procent gummigranulat inblandad i basbitumen 70/100. Bärlagret för ytorna 1, 3 och 4 består av konventionell AG22 160/220 medan yta 2 har ett gummimodifierat bärlager (AG22 GMB) med cirka 17 procent gummigranulat inblandad i basbitumen 160/220. Samtliga bundna bärlager har en tjocklek på 50 mm. Konstruktionerna är utformade av Trafikverket med avseende på amerikanska och tidigare erfarenheter (Trafikverket, 2013). Yta 1 och 2 kommer att belastas med lastbilstrafik till fabriken, medan yta 3 och 4 kommer att belastas med lastbilstrafik från fabriken. Dessa belastningsförhållanden måste beaktas senare vid uppföljning av ytorna med avseende på nedbrytning. Information om antal lastbilar per dag, mätt/uppskattad vikt per lastbil samt trafikhastigheten inom området för respektive provyta kommer att behövas vid senare utvärderingar. Figur 2 Placering av yta 1 och yta 2 10 VTI rapport 803

Figur 3 Placering av yta 3 och yta 4 Yta 1 40 80 130 Yta 2 GAP11 ABb16 Yta 4 Yta 3 GAP11 GAP11 ABS11 AG22GM ABb16GM ABb16 AG22 AG22 AG22 Djup mm Figur 4 Nominell lageruppbyggnad av provytor VTI rapport 803 11

3 Instrumentering På varje provsträcka är det installerat 3 töjningsgivare i underkant på det undre asfaltlagret (AG). Töjningsgivarna är av fabrikat Dynatest och är placerade i det hjulspår som är längts norrut på respektive sträcka. Med hänsyn till den huvudsakliga trafikeringen betyder det höger hjulspår på sträcka 1 och 2 (infart) samt vänster spår på sträcka 3 och 4 (utfart). De 3 givarna är koncentrerade till en placering ungefär mitt på respektive sträcka. De tre givarna är installerade för att mäta den horisontella dragtöjningen i tvärled på vägen och placerade med en förskjutning i tvärled mellan givarna motsvarande en givarlängd, cirka 12 cm. Detta för att täcka ett bredare spår och därmed säkrare kunna mäta den maximala töjningen under ett passerande hjul. Figur 5 Töjningsgivare placerade på obundna bärlager innan asfaltläggning 12 VTI rapport 803

4 Utvärdering av provytorna Laboratorieprovningar av borrprov och fältmätningar genom fallvikts- och responsmätningar har utförts under sommaren 2012. Målsättningen för detta projekt är att klarlägga hur stor effekt de använda gummiasfaltbeläggningarna har på vägens livslängd ur teknisk synpunkt. Det bör dock noteras att det av misstag har använts cirka 1,5 procent mer bindemedel än planerat, vilket man bör ha i åtanke vid analysen och utvärderingen av provsträckorna. Uppföljningsarbete under våren 2012: Fallviktsmätningar utfördes på de fyra provytorna för framtagande av fallviktsdata och registrering av töjningar med installerade givare 4 borrkärnor per provyta med 100 mm i diameter genom hela beläggningen upptogs för kontroll av hålrumshalt, lagertjocklekar och styvhetsmodulbestämningar. Hålrumshalt och styvhetsmoduldata utvärderades genom jämförelse med tidigare data och erfarenheter. Omhändertagande av massaprov (finns hos VTI) för eventuella undersökningar med wheeltrackingtest (WTT) m.m. Analys av fält och labbdata för eventuella behov av uppföljning av provytor och bestämning av teknisk livslängd. 4.1 Laboratorieprovningar Sammanlagt har 16 borrkärnor tagits upp från de fyra provytorna för bestämning av styvhetsmodul, lagertjocklekar och hålrumshalt hos samtliga konstruktionslager. Borrkärnor från provytorna visas i figurer 6 9. Det framgår från bilderna att gummiasfalt innehåller för mycket bindemedel vid en visuell bedömning. Vid extraktion på laboratorium går det inte att lösa ut allt gummi i en asfaltmassa som innehåller GMB bitumen. Därför görs en omräkning enligt följande av den lösliga bitumenhalten till mängd GMB. Tillförd mängd gummibitumen beräknas utifrån löslig mängd bitumen dividerad med halt rent bitumen (100 17)/100 = 0,83 (vid inblandningsmängd av 17 % gummi i bitumenfasen). Från den framräknade mängden dras 0,2 procent som utgör gummi som tvättas bort i extraktionen. Exempel: Löslig bitumenhalt: 6,5 procent Tillförd mängd gummibitumen (GMB): 6,5/0,83 0,2 = 7,6 procent Bestämningen av bitumenhalten på laboratoriet ger således cirka 1 procent lägre bitumenhalt än den tillförda mängden gummibitumen (GMB) i asfaltmassan. VTI rapport 803 13

Figur 6 Borrkärnor från provyta 1 Figur 7 Borrkärnor från provyta 2 Figur 8 Borrkärnor från provyta 3 14 VTI rapport 803

Figur 9 Borrkärnor från provyta 4 4.1.1 Lagertjocklekar och hålrumshalt Uppmätta lagertjocklekar hos samtliga bundna beläggningslager från fyra borrkärnor per yta redovisas i figur 10. Beläggningen på provyta 1 är något tjockare än planerat (figur 4). Slitlagret, bindlagret och bärlagret är cirka 10 mm, 4 mm och respektive 14 mm tjockare än ursprungliga planer. Provyta 2 är något tjockare än planerat. Slitlagret är 40 mm istället för 35 mm. Medan bärlagret är något tunnare, 43 mm istället för 50 mm. Det bör påpekas att endast yta 2 har ett bärlager med modifierat gummibitumen, övriga ytor är byggda med en standard AG-beläggning. Lagertjocklekarna på provyta 3 och 4 är som planerat. Hålrumshalt har endast bestämts hos bärlagren och varierar i medelvärde mellan 3,7 och 7,5 procent för konventionell AG22 160/220. AG22 GMB i yta 2 har ett genomsnittligt hålrumshalt på 3,8 procent. Uppmätta data redovisas i bilaga 2. I bilaga 3 redovisas korngradering, bitumenhalt och hålrum med Marshallpackning vid produktionskontrollen. Gummihalten är 17 viktprocent av bitumen. VTI rapport 803 15

Yta 1 Yta 2 Yta 3 Yta 4 50 mm 43 mm 42 mm 42 mm 44 mm 45 mm 41 mm 41 mm 64 mm 51 mm 49 mm ABS 11 ABb 16 GM GAP 11 AG22 ABb 16 AG 22 GM Figur 10 Uppmätta verkliga lagertjocklekar hos provytor 4.1.2 Styvhetsmoduler hos massabeläggningar Styvhetsmoduler hos slit-, bind- och bärlagren per yta redovisas i figurer 11, 12 och 13. En sammanställning över medelvärde på styvhetsmoduler per beläggningstyp visas i tabell 1. Figur 11 Styvhetsmodulmätningar hos slitlagerbeläggningar vid olika temperaturer 16 VTI rapport 803

Figur 12 Styvhetsmodulmätningar hos bindlagerbeläggningar vid olika temperaturer Figur 13 Styvhetsmodulmätningar hos bärlagerbeläggningar vid olika temperaturer VTI rapport 803 17

Tabell 1 Medelvärde på styvhetsmoduler för olika massabeläggningar från provytorna Beläggningstyp Styvhetsmodul, MPa 10 C 15 C GAP 11 4678 3064 ABS 11 70/100 7348 4871 ABb 16 Gummimodifierat 6230 4284 ABb 16 70/100 8112 5619 AG 22 Gummimodifierat 5294 3561 AG22 160/220 5042 3189 Jämförelser med tidigare provningar på gummiasfaltbeläggningar Som jämförelse redovisas här resultat från VTI notat 22-2009 (Viman, 2009), där provning av slitlagret på uppborrade provkroppar av gummiasfalt från Ringleden i Malmö (E6) utförts. Borrning utfördes i direkt anslutning till utläggning i augusti 2007. Provningen utfördes cirka 3 månader senare. Beläggningstypen i det aktuella fallet var en GAP 16 (gummimodifierat bitumen med basbitumen 70/100 från Trafikverkets depå Norrköping). I denna jämförelse redovisas endast styvhetsmodul. För övriga resultat som dynamisk kryptest, utmattning, slitagetest (Prall), beständighetstester och sprickutbredning hänvisas till Viman (2009). Styvhetsmodul utfördes enligt FAS 454 (EN 12697-26) vid flera temperaturer enligt tabell 2. Resultaten ligger något över kravet för slitlager enligt Vägverkets anvisningar (2008). Kravet för slitlagret är <9 000 MPa vid +5 C medan resultatet enligt regressionssamband blir 10 242 MPa. Tabell 2 Styvhetsmodul från Ringleden Malmö vid olika temperaturer, slitlager, GAP 16 70/100 Prov nr Styvhetsmodul, MPa -10 C ±0 C +10 C +15 C PL16V 19 601 13 325 6 232 3 647 PL22V 20 715 13 644 6 962 3 912 PL25V 19 089 12 779 6 343 3 829 PL26V 21 210 13 802 7 031 4 391 PL28V 21 016 13 096 6 550 4 147 Medelvärde 20 326 13 329 6 624 3 985 Standardavvikelse 931 412 360 289 Figur 14 visar styvhetsmoduler på slitlagerbeläggningar från Rang-Sells ytor i jämförelse med tidigare resultat på prov från Ringleden i Malmö. Slitlagren från ytorna 1 3 som är av typ GAP 11 visar lägre styvhetsmoduler än slitlagret GAP 16 70/100 från Ringleden. Stenmax 11 mm i Rang-Sells ytor måste ha bidragit till lägre moduler än prov från Ringleden med stenmax 16 mm. Med hänsyn till att man har använt högre bitumenhalt vid Rang-Sells ytorna bör detta också ha bidragit till lägre styvhetsmoduler. 18 VTI rapport 803

Uppskattningsvis är styvhetsmodulen för slitlagren mellan 5500 och 6500 MPa vid +5 C efter extrapolering enligt figur 14. Det är klart lägre än max-kravet i VVTR väg (< 9000 MPa). ABS beläggningen från yta 4 visar rimligen över 9000 MPa efter extrapolering till +5 C enligt figur 14 (krav vid +10 C finns inte i VVTR väg). Bedömningen, med hänsyn till tidigare erfarenheter på styvhetsmodulmätningar hos slitlager, är att det är normala styvhetsmoduler på prov från fält. 8000 7000 6000 Styvhetsmodul, Mpa 5000 4000 3000 2000 1000 0 GAP11 Yta 1 GAP11 Yta 2 GAP11 Yta 3 ABS11 70/100 Yta 4 GAP16 70/100 Ringleden 5 10 15 20 Temperatur, C Figur 14 Styvhetsmoduler på slitlagerbeläggningar vid olika temperaturer från Rang- Sells ytor och Ringleden i Malmö. Styvhetsmoduldata på bind- och bärlager av gummimodifierad massabeläggning från tidigare utlagda beläggningar saknas för närvarande i litteraturen. Kravet för bindlagerbeläggning enligt Trafikverket (2011) vid +10 C är 5500 9000 MPa. Både referens och gummimodifierade bindlagren från Ragn-Sells ligger inom gränsvärdena, se figur 12. Bindlagret med gummimodifierat bitumen har nästan 2000 MPa lägre styvhetsmodul än referensbindlagret. Trots det förväntas bindlagret med gummimodifierad asfalt visa bättre stabilitetsegenskaper än referensbeläggningen av konventionell bindlagermassa (Olsson 2009). Trafikverkets krav på styvhetsmodul för borrkärnor av bärlager varierar beroende på trafiken. Styvhetsmoduler för borrkärnor av båda bärlagren från testytorna är nästan lika vid +10 C (ca 5000 MPa) och motsvarar kravet på styvhetsmodul för medeltrafik (4500-7000 MPa). 4.1.3 Utmattningsprovning Utmattningsmotstånd hos bituminösa beläggningar beskrivs normalt genom sambandet mellan initialtöjning och antal belastningar till brott. Töjningar motsvarar dragtöjningar i underkant av asfaltbeläggning, vilken är en parameter vid dimensionering av vägöverbyggnader med hänsyn till antal överfarter som en beläggning tål innan den spricker. Pressdragmetoden (EN standard 12967 24 annex E) har använts för bestämning av utmattningssamband hos borrkärnor från bärlagren, AG22 160/220 och AG22 GMB med basbitumen 160/220, vid +10 C. Totalt 26 prov har undersökts vid VTI rapport 803 19

olika töjningsnivåer. Mätområde för töjning har valts motsvarande förekommande töjningar i fält vid ca +10 C, som antas vara en genomsnittlig temperatur för utmattning i Sverige. Utmattningssamband för bärlagren visas i figur 15 och 16. AG:n från yta 4 visar något sämre utmattningsresultat. Det är troligen på grund av den högre hålrumshalten (7,5 %) i jämförelse med AG från ytorna 1 och 3. Korrelationskoefficienten (R 2 ) för AG22 GMB och AG22 är 0,94 respektive 0,87. Figur 17 visar jämförelse mellan utmattningssamband för AG22 GMB och AG22 beläggningar från provytor samt ett genomsnittligt samband för konventionell AG22 160/220 från många objekt enligt ATB VÄG, så kallad standard AG22. Den konventionella AG:n (standard AG22) har cirka 8000 MPa i styvhetsmodul. Det är betydligt högre styvhet än styvheten för AG:n i den här undersökningen. Figur 17 visar att gummiasfalt enligt undersökningen har betydligt bättre utmattningsegenskaper än AG:n under en töjningsnivå på cirka 300 mikrostrain, vilket är en väldigt hög töjningsnivå vid +10 C. Gummiasfalt har också klart bättre utmattningsegenskaper än standard AG:n beskriven i ATB VÄG oberoende av töjningsnivå. Kaloush och Stempihar (2010) konstaterade att gummiasfalt har bättre utmattningsmotstånd och det krävs mer sprickenergi för gummiasfalt än konventionella beläggningar för spricktillväxt, vilket stämmer med utmattningsresultaten i den här undersökningen. En mer detaljerad analys av effekten av gummiasfalt och jämförelse mellan sträckorna finns i kapitel 5. Figur 15 Utmattningssamband för bärlager AG22GMB vid +10 C. Figur 16 Utmattningssamband för bärlager AG22 160/220 vid +10 C. 20 VTI rapport 803

Figur 17 Jämförelse mellan utmattningssamband hos olika AG-lager vid +10 C. 4.2 Fältmätningar I juni 2012 utfördes de första fältmätningarna på provsträckorna sedan de färdigställdes och öppnades för trafik i början på året. De mätningar som utfördes var provbelastning med fallviktsapparat på hela provytorna och responsmätning med installerade töjningsgivare under belastning med fallviktsapparat. 4.2.1 Fallviktsmätningar Fallviktsmätningar på samtliga sträckor utfördes med VTI fallviktsapparat (FWD) av typen KUAB (figur 18), i två mätlinjer som sammanfaller med de uppskattade hjulspåren (höger och vänster) från lastbilstrafiken. Mätriktningen är också anpassad till den huvudsakliga körriktningen vilken är västerut på sträcka 1 och 2 (mot fabriken) och österut på sträcka 3 och 4 (från fabriken). En provbelastning utfördes var femte meter i respektive spår vilket, beroende på sträckornas något varierande längd, betyder totalt 16 22 prov-belastningar per sträcka. Belastningen var normala 50 kn, motsvarande 10 tons standardaxel, och 3 belastningar utfördes i varje mätpunkt varav resultaten från den sista belastningen i varje punkt används för analysen. Enskilda mätningar presenteras i bilaga 1. VTI rapport 803 21

Figur 18 Fallviktsmätning i vänster spår på sträcka 2 Analysen av mätresultaten har utförts med utgångspunkt från Trafikverkets metodbeskrivning TRVMB 114 (2012). Från resultatet av fallviktsmätningen har det beräknats två enkla bärighetsmått enligt TRVMB 114, undergrundsmodul (figur 19) och beläggningstöjning (figur 21). Från beläggningstöjningen har även bärförmågeindex beräknats. För att ta hänsyn till de något olika beläggningstemperaturerna på de olika sträckorna justeras bärförmågeindex till referenstemperaturen +10 C. 50 45 45 44 43 40 35 34 32 36 37 Eu (MPa) 30 25 20 27 15 10 5 0 Str.1 höger Str.1 vänster Str.2 höger Str.2 vänster Str.3 höger Str.3 vänster Str.4 höger Str.4 vänster Figur 19 Medelvärde per sträcka för beräknad undergrundsmodul. 22 VTI rapport 803

Resultatet visar att styvheten i undergrunden på provsträckorna vid mättillfället var relativt låg, med ett medelvärde på 27-45 MPa. Det finns också en tendens till lägre styvhet längre västerut på respektive vägsträcka, där sträcka 2 har lägre styvhet än sträcka 1 och sträcka 4 har lägre styvhet än sträcka 3. En bidragande orsak till den relativt låga styvheten kan vara en hög grundvattennivå. Trots att mätningen utfördes på sommaren stod det mycket vatten i dikena vid mättillfället när det regnade, samt även en del stående vatten efter att regnet upphört (figur 20). De skillnader i styvhet i undergrunden som finns mellan sträckorna bör dock inte vara av avgörande betydelse för sträckornas eventuella skillnader i fortsatta funktion. Figur 20 Mycket vatten stående i diket i anslutning till provsträckorna vid regn. Det är stor skillnad i beräknad beläggningstöjning mellan sträckorna. Sträckorna 1, 3 och 4 har töjningar på likartad nivå medan sträcka 2 med sin tunnare asfaltbeläggning har markant större töjningar. Av sträckorna med tjockare beläggningslager är det sträcka 4 (referens) som har störst töjningar medan sträcka 1 har lägst töjningar. Samtliga tre sträckor har dock en töjningsnivå som ligger under 200 µm/m, vilket brukar sägas var ett riktvärde för påkänningar vid en god bärighet. Sträcka 2 däremot har avsevärt större töjningar på cirka 280-320 µm/m, vilket ställer höga krav på beläggningslagret (gummimodifierad AG) att motstå utmattning vid höga påkänningar för att jämställas med de övriga sträckorna. VTI rapport 803 23

350 321 300 277 250 Töjning (µm/m) 200 150 140 140 154 148 171 162 100 50 0 Str.1 höger Str.1 vänster Str.2 höger Str.2 vänster Str.3 höger Str.3 vänster Str.4 höger Str.4 vänster Figur 21 Medelvärde för beräknad beläggningstöjning justerat m.h.t. till +10 C. Den beräknade påkänningen ifrån fallviktsmätningen kan också anges som bärförmågeindex (figur 22) enligt TRVMB 114 (2012). Det värdet kan relateras till antal dimensionerande standardaxlar och bärförmågeklass Där framgår att sträcka 2 med de största påkänningarna endast har ungefär halva bärförmågeindex i jämförelse med övriga sträckor, cirka 3,5 respektive cirka 7. Med det samband som finns i TRVMB 114 betyder det en skillnad i livslängd uttryckt i antal standardaxlar från cirka 1 milj standardaxlar till ca 9 milj standardaxlar i den högsta bärförmågeklassen (klass 1). Då tas dock inte hänsyn till eventuella skillnader i beläggningslagren utmattningsegenskaper. 24 VTI rapport 803

8.0 7.0 6.0 7.2 7.2 6.5 6.8 5.9 6.2 Bärförmågeindex 5.0 4.0 3.0 3.2 3.7 2.0 1.0 0.0 Str.1 höger Str.1 vänster Str.2 höger Str.2 vänster Str.3 höger Str.3 vänster Str.4 höger Str.4 vänster Figur 22 Medelvärde per sträcka för bärförmågeindex justerat m.h.t. till +10 C. 4.2.2 Responsmätningar Responsmätningar med asfalttöjningsgivare (figur 23) utfördes i två punkter på varje sträcka, dels rakt på givaren placerad i centrum av hjulspåret och på givaren placerad närmare vägkant. I respektive mätpunkt utfördes belastning med fallvikt med belastning 30, 50 och 65 kn. På varje lastnivå utfördes 2-4 belastningar för att säkerställa att repeterbara töjningar erhölls. Som första belastning i slagserien och innan insamling av responsvärden utfördes slogs ett kompakteringsslag på 50 kn för att konstruktion skulle sätta sig. Vid respektive fallviktsbelastning samlades hela töjningsförloppet in och den maximala töjningen vid varje slag har lästs av för givaren rakt under belastningsplattan. Dessa maximala töjningar har sammanställts som medelvärde för respektive mätpunkt och belastningsnivå på samtliga 4 sträckor. VTI rapport 803 25

Figur 23 Responsmätning vid belastning med fallviktsapparat. I figur 24-27 presenteras medelvärden för de uppmätta töjningarna för respektive yta med de två lastpositionerna/givarna vid de tre olika belastningsnivåerna. Från dessa resultat framgår att det är god repeterbarhet inom respektive yta mellan de båda mätpunkterna/positionerna med undantag för yta 2. Där finns det en skillnad mellan de två töjningsgivarna ASG22 och ASG23, där ASG22 genomgående ger en något högre töjningsnivå än ASG23. Vad den skillnaden beror på kan vara svårt att säga, men kan bland annat bero på att placeringen av fallviktens belastningsplatta inte blev optimal mitt över givare ASG23. Det har medfört en cirka 15-20 procent lägre töjning i ASG23 än ASG22. 26 VTI rapport 803

Sträcka 1 Töjning 350 300 250 200 150 100 50 0 Last Position Last (kn) ASG12 ASG13 ASG12 ASG13 ASG12 ASG13 30 30 50 50 65 65 Figur 24 Uppmätta töjningar på yta 1 vid 3 belastningsnivåer i två mätpunkter. Sträcka 2 Töjning 350 300 250 200 150 100 50 0 Last Position Last (kn) ASG22 ASG23 ASG22 ASG23 ASG22 ASG23 30 30 50 50 65 65 Figur 25 Uppmätta töjningar på yta 2 vid 3 belastningsnivåer i två mätpunkter. VTI rapport 803 27

Sträcka 3 350 300 250 200 150 100 50 0 Last Position Töjning Last (kn) ASG32 ASG33 ASG32 ASG33 ASG32 ASG33 30 30 50 50 65 65 Figur 26 Uppmätta töjningar på yta 3 vid 3 belastningsnivåer i två mätpunkter. Sträcka 4 350 300 250 200 150 100 50 0 Last Position Töjning Last (kn) ASG42 ASG43 ASG42 ASG43 ASG42 ASG43 30 30 50 50 65 65 Figur 27 Uppmätta töjningar på yta 4 vid 3 belastningsnivåer i två mätpunkter. När man analyserar de uppmätta töjningarna framgår det att det är samma skillnader mellan ytorna oberoende av belastningsnivå. Det betyder att skillnaderna mellan de olika konstruktionerna inte är spänningsberoende. Av den anledningen väljs belastningen 50 kn som representativt mätresultat. Medelvärde bildas för båda mätpositionerna/givarna och resultatet redovisas i figur 28. Det bör påpekas att någon hänsyn eller korrigering för beläggningstemperaturen inte är gjord för de uppmätta töjningarna. Samtidigt var det heller inte så stora skillnader i temperatur mellan ytorna. Yta 1 hade en beläggningstemperatur på cirka 15-17 C, yta 2 cirka 18-19 C, yta 3 cirka 18-19 C och yta 4 cirka 20-22 C. Kort kan sägas att med hänsyn till temperaturerna skulle yta 1 höjas något och yta 4 sänkas något i jämförelsen mellan ytorna. 28 VTI rapport 803

300 250 220 242 242 200 180 Töjning 150 100 50 0 Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Last=50 kn Figur 28 Medelvärde per yta för uppmätta töjningar vid 50 kn belastning Mätresultatet visar att referenssträcka 4 och yta 2 med tunnare beläggning uppvisar störst töjningar medan yta 3 med gummimodifierat slit- och bindlager uppvisar lägst töjningar. Väljer man att relatera de uppmätta töjningarna till värdena för referenssträckan (4) visar det sig att yta 2 med tunnare gummimodifierad beläggning ger samma töjningsnivå, yta 1 med gummimodifierat slitlager ger cirka 10 procent lägre töjning, medan yta 3 med gummimodifierat slit- och bindlager ger cirka 25 procent lägre töjning, se figur 29. Relativ Töjning 110% 100% 100% 100% 91% 90% 80% 74% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Last=50 kn Figur 29 Medelvärde per yta relativt till yta 4 vid 50 kn belastning. VTI rapport 803 29

Eftersom det var en viss skillnad mellan de olika givarna på yta 2 valdes den givare som visade största töjning på respektive yta ut för att representera den största uppmätta töjningen. I figur 30 redovisas dessa värden i förhållande till referensyta 4. Relativ Töjning 110% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 88% 105% Figur 30 Maxvärde per yta relativt till yta 4 vid 50 kn belastning. 73% 100% Str 1 Str 2 Str 3 Str 4 Last=50 kn Även om den givare som visar störst töjning används i jämförelsen mellan ytor medför det ingen stor förändring i förhållande till om medelvärdet för de två givarna används. Yta 2 får något större töjningar än referenssträckan medan yta 1 och 3 fortfarande nästan har samma förhållande till yta 4, med cirka 10 respektive cirka 25 procent lägre töjning. 30 VTI rapport 803

5 Diskussion och förslag till uppföljning Jämförelsen mellan de 4 konstruktionerna är komplicerad. Konstruktionerna består av flera lager med olika tjocklekar och olika material. Mätningarna och analyserna är utförda i ett initialt skede. Det bör också noteras att befintlig kunskap och beräkningsmodeller främst har erhållits genom analyser, undersökningar och utvärderingar av konventionella beläggningar. Gummiasfalt kan ha olika egenskaper under belastning och man bör vara kritisk vid utvärdering av konstruktion med gummiasfaltlager med de etablerade modellerna, såsom med hjälp av PMS Objekt, bakåträkning av töjningar och moduler från fallviktsdata med flera. De etablerade metoderna har använts dels av brist på andra modeller och dels för att skaffa erfarenhet och klarlägga begränsningen av etablerade metoder vid utvärdering av gummiasfalt och liknande massabeläggningar. Laboratorieundersökningar Vid de begränsade labbundersökningarna visar de gummimodifierade slitlagren GAP11 och bindlagret ABb16 GMB klart lägre styvhetsmoduler än de konventionella beläggningarna ABS11 70/100 respektive ABb16 70/100, vilket var förväntat. Däremot visar gummibärlagret, AG22 GMB, ingen skillnad i styvhetsmodul i jämförelse med konventionell AG22. Trots att konventionell AG och gummimodifierad AG har ungefär samma styvhetsmodul i den här undersökningen visar gummiasfalten klart bättre utmattningsmotstånd vid en och samma töjning enligt figur 17, vilket tyder på att gummiasfalt har bättre utmattningsmotstånd än motsvarande bärlagermassa utan tillsats av gummi. Det bör noteras att flera tidigare laboratorieanalyser har visat klart bättre utmattningsmotstånd hos gummimodifierad asfaltbeläggning. Fallviktsmätningar Från beräknade dragtöjningar i underkant av beläggning och beräknade livslängder baserade på fallviktsdata konstateras att yta 2 med den tunnaste asfaltbeläggningen visar markant större töjningar och därmed kortare livslängd än ytorna 1, 3 och 4, vilka har klart tjockare asfaltlager än yta 2. Yta 1 som är cirka 30 mm tjockare än ursprungliga planer visar lägst töjning (figur 21) och längst livslängd (bärförmåga i figur 22). Yta 3 med gummimodifierat slit- och bindlager kan jämföras med yta 4 (referens) då de har samma beläggningstjocklek. Resultaten indikerar att yta 3 har en något längre livslängd än yta 4, men samtidigt ligger yta 3 på en undergrund med något högre styvhet och AG:n i yta 4 har cirka två gånger så mycket hålrumshalt i jämförelse med AG:n i yta 3. De enligt TRVMB 114 beräknade skillnaderna i livslängd, som uttrycks som tillåtet antal miljoner standardaxlar för dimensioneringsperioden i förhållande till bärförmågeindex och bärförmågeklass, tar inte hänsyn till eventuella skillnader i utmattningsmotstånd för de olika beläggningstyperna. Responsmätningar Responsmätningarna, illustrerade i figur 28, visar lite annorlunda och intressanta resultat. Yta 2 med tunnaste asfaltlager, dock modifierade lager, och utan bindlager visar samma töjning som referensen, yta 4. Yta 2 med 80 mm modifierad asfaltbeläggning och utan bindlager visar endast 10 procent mer töjning än yta 1, som har två gånger så tjock asfaltbeläggning (ca 160 mm). Yta 3 har två modifierade gummilager (slit- och bindlager) och visar klart lägre töjning än de övriga ytorna. VTI rapport 803 31

Generella drag är att gummimodifierad asfalt har gett upphov till lägre töjningar i underkant av beläggning vid responsmätningar. Troligen beror det på att gummiasfalt kräver mer energi än konventionell beläggning för att åstadkomma motsvarande töjning (Kaloush och Stempihar, 2010), vilket därmed lett till lägre töjningar vid samma belastning. Beräknade töjningar från fallviktsmätningar är baserade på nedsjunkningsmätningar på ytan. Det kan tänka sig att det blir större ytdeformationer på konstruktioner med gummibeläggning eftersom gummiasfalt har lägre styvhet än konventionella beläggningar och därmed resulterar i större beräknade töjningar i underkant av beläggning i jämförelse med uppmätta töjningar med hjälp av töjningsgivare. Effekt av gummiasfalt på livslängd För en mer korrekt jämförelse mellan konventionell asfalt och gummiasfalt konstateras att hänsyn måste tas till de verkliga förhållandena i fält genom uppmätta töjningar under verkliga lastförhållanden snarare än beräknade töjningar. Medelvärde per sträcka för uppmätta töjningar har använts för uppskattning av livslängd från utmattningssamband hos bärlagren. Här antas på ett konventionellt sätt att töjning i underkant av beläggning är dimensionerande med avseende på sprickor. Tabell 3 visar uppmätta töjningar vid 50 kn belastning omräknade till referenstemperatur +10 C enligt TRVMB 114, på samma sätt som görs för beräknade töjningar. I tabell 4 och figur 31 redovisas de beräknade livslängden (Nf) till initiering av spricka i underkant av bärlager för konstruktionerna vid referenstemperatur +10 C enligt utmattningskriteriet: Nf = K x [1/( ) n ] Tabell 3 Omräkning av responsmätningar till referenstemperatur +10 C. Yta Mättemperatur C Uppmätt töjning Töjning vid 10 C 1 17,5 220 183 2 18 242 219 3 19 180 156 4 21 242 202 Tabell 4 Beräknad livslängd (Nf) vid +10 C. Yta n K Töjning vid 10 C N f vid 10 C 1 2,28 1,27x10 10 183 89660 2 3,35 8,8 x 10 12 219 127800 3 2,28 1,27x10 10 156 128500 4 2,28 1,27x10 10 202 71700 32 VTI rapport 803

Figur 31 Uppskattning av livslängd för ytor vid referenstemperatur +10 C. Från uppmätta töjningar och utmattningssamband för bärlagren konstateras att yta 2, som består av gummimodifierat slit- och bärlager och har den tunnaste asfaltbeläggningen, och yta 3 med gummimodifierat slit- och bindlager samt konventionellt bärlager klart visar de längsta livslängderna. Det är uppseendeväckande att yta 2 som har den tunnaste asfaltbeläggning (88 mm) och visar den största töjningen har en så lång livslängd med avseende på förekomst av sprickor. Den är lika med livslängden för yta 3 med en asfaltbeläggning på 134 mm. Det är en tydlig effekt av utmattningsegenskaperna hos det modifierade bärlagret. Skillnaden i livslängd mellan yta 1 och yta 4 kan relateras till att yta 1 är ca 26 mm tjockare än yta 4. Yta 3 med gummimodifierat slit- och bindlager samt ett konventionellt bärlager kan jämföras med yta 4 (referens) med konventionella asfaltlagren då de har samma beläggningstjocklek. Resultaten indikerar att yta 3 har nästan 2 gånger så lång livslängd i jämförelse med yta 4. Det bör relateras till egenskaperna hos de modifierade slit- och bindlagren i yta 3. Följaktligen kan användning av gummiasfalt i slit- och bindlager även påverka sprickinitiering i underliggande bärlager. Det bör noteras igen att alla fältmätningar är utförda i ett initialt skede. Dessa mätningar måste säkerställas genom nya mätningar cirka 1 år efter utläggning då de normala sättningarna bör ha skett. Observera från figur 31 att små skillnader i töjningar kan leda till andra slutsatser. Därför är det viktigt med upprepade mätningar för att få ett större och bättre underlag för slutsatserna. Ytterligare en observation är att yta 2, som är utan bindlager och visar störst töjningar i underkant av beläggning, bör ge upphov till största påkänningar i underliggande lager och undergrunden. För en helhetsbild bör risk för deformationer i underliggande lager med spårbildning som följd studeras vid jämförelse mellan ytorna och eventuellt kan ett tjockare förstärkningslager behövas på yta 2 för att minimera risken för deformationer i undergrunden. Resultaten från försöken på Ragn- Sells bör också verifieras genom försök och analys av gummimodifierad asfaltbeläggning på fler platser under andra förhållanden med bland annat trafik. VTI rapport 803 33

6 Slutkommentarer Beräknade dragtöjningar och beräknat bärförmågaindex (BI) baserade på fallviktsdata indikerar med konventionella analysmetoder att gummiasfalt kan ha en negativ effekt på livslängden med avseende på sprickor hos konstruktioner. Responsmätningar visar att gummiasfalt generellt har gett upphov till lägre dragtöjningar, vilket bör leda till längre livslängd hos konstruktioner med gummiasfalt. Vid beräkning av livslängder med avseende på uppmätta töjningar och utmattningssamband för bärlagren bestämda i laboratoriet blir det tydligt att gummimodifierat bärlager har en signifikant effekt på livslängden med avseende på sprickbildning vid utmattning. Även slit- och bindlager bestående av gummimodifierat bitumen ser ut att ha en positiv effekt på livslängden hos asfaltkonstruktioner. För att säkerställa resultaten bör uppmätta töjningar upprepas minst en gång till och helst flera gånger för att öka dataunderlaget och säkerheten i analysen. Det är också önskvärt att klarlägga varför gummiasfalten ger upphov till relativt lägre töjningar och därmed längre livslängd. Ett sätt kan vara att undersöka reologiska egenskaper hos gummiasfalt genom bestämning av energiåtgång vid upprepade belastningar och i jämförelse med konventionella beläggningar. Provnings-och analysmetoder bör anpassas och utvecklas för att bättre beskriva egenskaper och tillstånd på ytor med modifierade asfaltbeläggningar (i det här fallet gummiasfalt), eftersom dagens metoder är framtagna för konventionella asfaltbeläggningar. Det är lämpligt att utföra ytterligare försök för att verifiera beläggningarnas egenskaper och verkliga funktion. 34 VTI rapport 803

Referenser Kaloush, K. E. & Stempihar, J. (2010). Laboratory evaluation of rubber and polymer modified bituminous mixtures constructed in Stockholm, E18 Highway between the Järva Krog and Bergshamra Interchanges. Executive summary. Arizona State University. Olsson, K. (2009). Evaluation of high performance bitumens in Sweden, technical and economical comparison of different test sections of asphalt pavements laid on E18 between the Järva Krog and Bergshamra interchanges. SBUF 12126. Trafikverket (2013). Gummiasfalt asfaltbeläggning med gummimodifierat bitumen. http://www.trafikverket.se/gummiasfalt/. Trafikverket (2011), Trafikverkets tekniska råd - Vägkonstruktion, TRVR Väg, Publ TRV 2011:073. TRVMB 114 (2012), Bearbetning av deflektionsmätdata, erhållna vid provbelastning av väg med FWD-apparat, TRV 2012:051 Viman, L. (2009). Gummiasfalt, laboratorieförsök. VTI Notat 22-2009. Statens vägoch transportforskningsinstitut. Linköping. Viman, L. (2011). Gummiasfaltbeläggning, sammanställning av utförda mätningar och provningar. VTI Utlåtande 752. Statens väg- och transportforskningsinstitut. Linköping. Vägverkets anvisningar (2008), Vägverkets tekniska krav vid dimensionering och utformning av vägöverbyggnad och avvattning, VV Publ 2008:78. VTI rapport 803 35

36 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 1 (8) FWD-data från mätning 2012-06-14 Sträcka 1, höger spår KUAB FWD FILE : RagnSells str1 Höger 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : in Spårläge (H/M/V) : H Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 1 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : Däckkross Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet, Regn Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 50.8 389 334 302 245 201 137 101 10 15 10 3 51.1 345 289 257 206 168 117 90 10 15 15 3 50.9 402 337 303 246 204 144 108 10 15 20 3 50.8 395 336 303 247 204 138 102 10 16 25 3 50.8 362 313 287 240 202 142 104 10 15 30 3 50.5 361 313 286 237 199 139 101 10 15 35 3 50.8 383 323 292 237 195 131 95 10 15 40 3 50.4 382 323 287 229 186 123 89 10 15 Medelvärde 50.8 377 321 290 236 195 134 99 10 15 Min 50.4 345 289 257 206 168 117 89 10 15 Max 51.1 402 337 303 247 204 144 108 10 16 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 2 (8) Sträcka 1, vänster spår KUAB FWD FILE : RagnSells str1 Vänster 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : in Spårläge (H/M/V) : V Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 1 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : Däckkross Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet, Regn Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 50.1 348 297 266 216 177 122 90 9 15 10 3 50.4 348 286 252 198 160 110 83 9 15 15 3 50.1 387 320 281 225 186 133 101 9 16 20 3 49.9 310 261 235 193 162 117 90 9 16 25 3 50.1 321 270 240 193 158 109 83 9 15 30 3 50.1 320 266 235 187 153 106 81 9 16 35 3 49.8 337 279 243 189 150 100 75 9 16 40 3 49.9 315 257 226 179 144 97 72 9 16 Medelvärde 50.1 336 280 247 198 161 112 84 9 16 Min 49.8 310 257 226 179 144 97 72 9 15 Max 50.4 387 320 281 225 186 133 101 9 16 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 3 (8) Sträcka 2, höger spår KUAB FWD FILE : RagnSells str2 Höger 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : in Spårläge (H/M/V) : H Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 2 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : Däckkross Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet, Regn Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 52.0 771 597 496 357 265 154 102 14 15 10 3 51.9 589 476 403 299 229 141 97 13 15 15 3 51.9 642 472 384 271 203 126 91 13 15 20 3 51.5 804 629 525 382 285 164 105 13 15 25 3 51.4 697 546 461 339 259 161 113 13 15 30 3 51.1 698 543 455 331 251 152 105 13 15 35 3 51.0 703 545 457 335 256 157 109 12 15 40 3 50.8 641 521 450 341 262 159 108 12 15 45 3 50.9 744 588 499 364 275 163 110 12 15 50 3 50.8 716 569 482 356 273 170 117 11 15 55 3 50.8 622 492 417 316 251 166 118 11 15 Medelvärde 51.3 693 543 457 336 255 156 107 12 15 Min 50.8 589 472 384 271 203 126 91 11 15 Max 52.0 804 629 525 382 285 170 118 14 15 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 4 (8) Sträcka 2, vänster spår KUAB FWD FILE : RagnSells str2 Vänster 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : in Spårläge (H/M/V) : V Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 2 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : Däckkross Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet, Regn Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 50.0 732 574 479 346 257 149 100 10 16 10 3 50.2 563 451 382 284 217 131 90 10 16 15 3 50.3 536 421 349 254 195 123 88 10 16 20 3 50.3 686 544 457 333 252 150 103 10 16 25 3 50.3 603 473 397 293 225 141 99 9 16 30 3 50.2 577 448 372 269 203 127 92 9 16 35 3 50.2 605 482 410 304 229 136 92 9 16 40 3 50.0 552 440 374 277 211 130 91 9 16 45 3 50.0 641 510 433 323 246 148 102 9 16 50 3 50.0 613 493 423 320 249 158 108 9 16 55 3 50.1 511 410 354 275 222 151 109 9 16 Medelvärde 50.1 602 477 403 298 228 140 98 9 16 Min 50.0 511 410 349 254 195 123 88 9 16 Max 50.3 732 574 479 346 257 158 109 10 16 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 5 (8) Sträcka 3, höger spår KUAB FWD FILE : RagnSells str3 Höger 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : ut Spårläge (H/M/V) : H Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 3 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : ut Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet, Regn Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 50.8 339 282 251 201 164 113 85 10 17 10 3 50.8 339 274 240 188 153 106 81 10 18 15 3 50.6 357 290 253 198 160 109 82 11 18 20 3 50.6 352 287 249 196 157 109 84 11 19 25 3 50.4 346 279 243 190 154 105 79 11 19 30 3 50.3 372 300 261 204 164 113 85 11 20 35 3 50.3 414 339 295 230 186 127 94 11 20 40 3 50.2 396 324 284 221 179 121 90 11 19 45 3 50.4 391 317 276 214 170 113 85 11 21 50 3 50.4 392 318 276 214 169 112 83 11 20 55 3 50.5 386 313 272 207 163 105 78 11 21 Medelvärde 50.5 371 302 264 206 165 112 84 11 19 Min 50.2 339 274 240 188 153 105 78 10 17 Max 50.8 414 339 295 230 186 127 94 11 21 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 6 (8) Sträcka 3, vänster spår KUAB FWD FILE : RagnSells str3 Vänster 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : ut Spårläge (H/M/V) : V Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 3 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : ut Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 50.2 346 285 250 198 162 112 85 13 23 10 3 49.8 337 270 236 186 151 105 81 13 24 15 3 50.0 354 285 249 196 159 110 86 13 24 20 3 50.0 360 289 251 195 157 108 87 13 23 25 3 50.3 340 275 242 190 154 106 81 13 23 30 3 50.1 384 307 269 211 170 116 89 13 24 35 3 49.9 408 338 301 238 194 131 98 14 23 40 3 49.8 423 351 310 246 198 132 96 14 24 45 3 49.9 420 341 298 233 188 126 93 14 23 50 3 50.1 386 309 268 207 164 109 82 14 23 55 3 49.8 342 280 246 192 155 103 77 14 24 Medelvärde 50.0 373 303 265 208 168 114 87 13 23 Min 49.8 337 270 236 186 151 103 77 13 23 Max 50.3 423 351 310 246 198 132 98 14 24 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 7 (8) Sträcka 4, höger spår KUAB FWD FILE : RagnSells str4 Höger 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : ut Spårläge (H/M/V) : H Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 4 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : ut Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Mulet Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 49.9 384 318 279 216 171 108 78 11 21 10 3 49.9 416 344 301 234 186 119 85 12 22 15 3 50.0 417 340 294 225 177 113 82 12 22 20 3 50.1 480 388 336 255 199 124 86 12 22 25 3 49.8 484 390 334 253 197 125 91 12 22 30 3 50.0 505 412 360 276 218 139 99 12 23 35 3 49.7 437 364 323 255 206 137 100 12 22 40 3 50.0 433 355 310 240 190 125 92 12 23 45 3 49.9 470 387 337 261 208 139 103 13 23 50 3 49.7 498 414 367 286 227 142 98 13 23 55 3 49.6 547 457 407 322 257 164 111 12 23 Medelvärde 49.9 461 379 332 257 203 130 93 12 22 Min 49.6 384 318 279 216 171 108 78 11 21 Max 50.1 547 457 407 322 257 164 111 13 23 VTI rapport 803

Bilaga 1 Sida 8 (8) Sträcka 4, vänster spår KUAB FWD FILE : RagnSells str4 Vänster 120604.fwd Utrustning : 915 Vägnummer : ut Spårläge (H/M/V) : V Riktning (F/B) : F Mätning nummer : 1 Provsträcka : 4 Mätplats : Ragn Sells Rikt mot ort : ut Operatör : MIB Avst m punkter : 5 Load : 50 Kommentar : Molningt Date Created : 2012-06-04 Distance Imp Load D0 D200 D300 D450 D600 D900 D1200 Air Pave m Num kn µm µm µm µm µm µm µm C C 5 3 49.8 367 295 257 199 158 102 77 14 23 10 3 49.7 381 316 279 217 174 114 82 14 24 15 3 49.6 400 330 287 223 177 114 83 14 24 20 3 49.6 429 360 317 246 195 123 86 14 23 25 3 49.3 432 359 317 249 198 129 93 14 24 30 3 49.6 439 364 320 249 199 131 95 14 24 35 3 49.6 437 355 309 239 192 131 99 14 24 40 3 49.3 440 356 306 232 184 123 92 13 24 45 3 49.4 471 382 332 257 206 140 105 14 24 50 3 49.5 449 372 330 262 209 133 94 14 23 55 3 49.3 554 450 397 310 245 158 111 14 23 Medelvärde 49.5 436 358 314 244 194 127 92 14 24 Min 49.3 367 295 257 199 158 102 77 13 23 Max 49.8 554 450 397 310 245 158 111 14 24 VTI rapport 803

Bilaga 2 Sida 1 (1) Hålrumshalt på borrkärnor Beläggningstyp Yta/Prov Hålrum Hålrum mdv nr % % AG22 160/220 AG22 Gummimodifierat 1-1-B 6.2 1-4-B 5.4 3-2-B 4.1 3-3-B 3.2 4-1-B 7.2 4-3-B 7.8 2-1-B 4.3 2-9-B 2.0 2-13-B 5.0 5.8 3.7 7.5 3.8 VTI rapport 803

Bilaga 3 Sida 1 (6) Produktionskontroll utförd av Peab VTI rapport 803

Bilaga 3 Sida 2 (6) VTI rapport 803

VTI rapport 803 Bilaga 3 Sida 3 (6)

Bilaga 3 Sida 4 (6) VTI rapport 803