VTI notat Utgivningsår Styvhetsmodul. Jämförande provning. Leif Viman Hassan Hakim Safwat Said

VTI notat 19-2007 Utgivningsår 2007 www.vti.se/publikationer Styvhetsmodul Jämförande provning Leif Viman Hassan Hakim Safwat Said

Förord Föreliggande rapport redovisar en jämförande undersökning mellan olika laboratorier vid bestämning av styvhetsmodul. Rapporten innehåller även synpunkter på hur olika testparametrar påverkar styvheten hos bituminösa beläggningar. Förutom undertecknad har Safwat Said och Hassan Hakim från VTI deltagit i projektet. Hassan Hakim har utfört samtliga provningar. Behzad Koucheki, VTI, har granskat statistiska delar i rapporten. Projektet har finansierats av Vägverket, Borlänge. Följande tretton laboratorier i Sverige har medverkat i projektet. Laboratorierna har själva stått för sina kostnader. KTH, Stockholm NCC Roads Sydväst, Kärra NCC Roads Öst (Linlab), Linköping NCC Roads Öst, Stockholm Nynäs, Nynäshamn Peab Asfalt, Stockholm Skanska Nord, Farsta Skanska Syd, Malmö Skanska Väst, Angered VTI, Linköping Väglaboratoriet i Norr, Boden Vägverket Produktion, Arlöv Vägverket Produktion, Örebro Kontaktpersoner på Vägverket har Pereric Westergren och Bo Sandström varit. Ett varmt tack till samtliga som medverkat i detta arbete. Linköping juni 2007 Leif Viman Dnr: 2004/0636-29 VTI notat 19-2007

Kvalitetsgranskning Intern peer review har genomförts av Pereric Westergren och Thorsten Nordgren, Vägverket, 2007-01-17. Leif Viman har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus 2007-05-25. Projektledarens närmaste chef, Gunilla Franzén, har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 2007-08-23. Quality reviewe Intern peer review was carried out by Pereric Westergren and Thorsten Nordgren, Swedish Road Administration, 2007-01-17. Leif Viman has made alterations to the final manuscript of the report 2007-05-25. The research director of the project manager, Gunilla Franzén, examined and approved the report for publication on 2007-08-23. VTI notat 19-2007

Innehållsförteckning Sammanfattning... 5 Summary... 7 1 Inledning... 9 2 Metodik... 10 3 Testparametrar... 11 3.1 Utrustningar... 11 3.2 Material... 11 4 Genomförande... 12 5 Resultat... 13 5.1 Dummyprov... 13 5.2 Asfaltprov... 15 5.3 Repeterbarhet- och reproducerbarhet... 21 6 Olika testparametrars påverkan på styvhetsmodulen... 24 6.1 Temperering av provkroppar... 24 6.2 Effekt av belastningstid/vilotid... 26 6.3 Effekt av påkänningsnivå... 28 6.4 Konditioneringsperioder... 29 6.5 Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar)... 30 7 Slutsatser... 31 Referenser... 32 Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Jämförelse mellan olika provningsstandarder Svar på frågeformulär Resultat från enskilda mätningar VTI notat 19-2007

VTI notat 19-2007

Styvhetsmodul Jämförande provning av Leif Viman, Hassan Hakim och Safwat Said VTI 581 95 Linköping Sammanfattning Totalt tretton laboratorier från Sverige deltog i denna jämförande undersökning för bestämning av styvhetsmodul enligt pressdragprovet. Tre olika utrustningstyper (fabrikat) har ingått i undersökningen. Åtta stycken Nottingham Asphalt Tester (NAT och NU), två stycken hydrauliska maskiner från MTS Corporation och fem australienska utrustningar (MATTA-ELE-IPC). NAT, NU och MATTA är pneumatiska maskiner. Totalt tolv provkroppar cirkulerades mellan laboratorierna för bestämning av styvheten enligt standarden SS-EN 12697-26 (med några förtydligande tillägg där standarden är oklar). Fem provkroppar, ABT 11 160/220, tillverkade i laboratorium och fem borrkärnor från AG 22 70/100 beläggning samt två dummyprovkroppar bestående av plexiglas (Ø100 mm) respektive delron (Ø150 mm) ingick i undersökningen. I en första omgång skickades de två dummyprovkropparna runt till laboratorierna för att kunna bedöma statusen på utrustningarna. Efter utvärdering av dessa resultat skickades asfaltprovkropparna runt till laboratorierna i en ny omgång. Resultaten från den första omgången med dummyprovkropparna visade att det var mycket stor spridning i resultaten, därför infördes krav på att alla laboratorier skulle använda momentnyckel för fastsättning av deformationsgivarrigg vid provning av asfaltprovkropparna. Trots detta erhölls stor spridning i resultaten även för asfaltproven. Repeterbarhet (r) på 10 % och reproducerbarhet (R) på 15 20 % av medelvärdet har erhållits. Resultaten förutsätter medelvärde av 5 provkroppar vilket EN-standarden föreskriver. Detta bedöms vara en oacceptabel hög spridning. I rapporten redovisas även hur olika parametrar påverkar metodens precision och förslag till åtgärder för att förbättra precisionen ges. Åtgärder som föreslås främst är kunskapsuppbyggnad avseende olika parametrars påverkan på provningsresultaten för att få ett bättre och enhetligare handhavande av utrustning och provkroppar. Det föreslås även att precisionen hos kraft- och deformationsgivare ses över och att det görs möjligt att få ut rådata från utrustningarna för att få ökad förståelse för hur utrustningarna fungerar. VTI notat 19-2007 5

6 VTI notat 19-2007

Determining resilient modulus by indirect tensile test precision trials by Leif Viman, Hassan Hakim and Safwat Said VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) SE-581 95 Linköping Sweden Summary A total of thirteen laboratories in Sweden took part in a comparative investigation of determining resilient modulus according to the indirect tensile test. Three different types (i.e. makes) of equipment have been used in the investigation: eight Nottingham Asphalt Testers (NAT and NU), two hydraulic machines from MTS Corporation and five Australian (MATTA-UTM 5P) machine. NAT, NU and MATTA are pneumatic machines. A total of ten samples and two dummies were circulated between the laboratories for determining resilient modulus according to EN 12697-26 (with some explanations where the standard is unclear). The samples were produced in the laboratory and consisted of ABT11 160/220 and ABS16 70/100, five samples being taken from each asphalt. Two dummy samples consisted of Plexiglas (Ø100 mm) and Delron (Ø150 mm) respectively were also included in the test. Results from the first round with dummies show a large variation between the different laboratories. Therefore it was decided to use a fix moment of 25 ns when the deformation rig was attached on the samples. The results from the asphalt samples show also large variation despite using a fixed moment for deformation rig. Repeatability 25% and reproducibility 30 40% of the average is not satisfactory. Results from an earlier study, VTI meddelande 808, concerning the causes of variations within and between the laboratories when determining the resilient modulus of asphalt pavements is also discussed in this report. VTI notat 19-2007 7

8 VTI notat 19-2007

1 Inledning En jämförande provning angående bestämning av styvhetsmodul utfördes under 1997 och finns redovisad i VTI meddelande 808, 1998 (ref. 1). Det framkom i denna rapport att det fanns brister hos de utrustningar som då användes för bestämning av styvhetsmodul men även bristande kunskaper hos de personer som utförde provningarna kunde konstateras. Diskussioner om lämpliga åtgärder inleddes men fullföljdes aldrig. En svårighet har också varit att olika, men snarlika, provningsstandarder varit gällande under denna period. Dels den svenska standarden (FAS 454), dels den brittiska standarden (BS DD 213) och den nu gällande Europastandarden (SS-EN 12697-26) som bygger på den brittiska standarden. Den nu föreliggande rapporten redovisar en ny jämförande provning som utförts under 2005/2006 föranledd av att flera laboratorier under 2004 erhållit avvikande resultat. Under kapitlet testparametrar redovisas de parametrar som har störst påverkan på slutresultatet. De utrustningar som i huvudsak används idag har ambitionen att vara användarvänliga men tyvärr på bekostnad av dålig insyn i hur utrustningarna fungerar avseende inlagda grunddata, beräkningsformler m.m. Detta innebär att det är mycket svårt att vid utvärderingen av den jämförande provningen hitta orsakerna till de avvikande resultat som erhållits. Dessutom tycks den ökade användarvänligheten också innebära att man inte prioriterar kunskapsuppbyggnaden inom detta område. Att bestämma styvhetsmodul, som är en fundamental egenskap, hos asfaltbeläggning och som behövs vid analytisk dimensionering och proportionering innebär höga krav både på utrustningarnas prestanda och personalens kunskap för att erhålla korrekta provningsresultat och möjligheten att bedöma relevansen i dem. VTI notat 19-2007 9

2 Metodik Laboratorietillverkade asfaltprovkroppar samt utborrade provkroppar från väg och dummyprovkroppar tillverkade av olika plastmaterial (plexiglas och delron) skickades runt till de deltagande laboratorierna som analyserade enligt fastställd provningsmetod, SS-EN 12697-26, kompletterad med följande uppgifter där standarden är bristfällig eller otydlig: 1. Provning utförs vid två belastningstider, 124 och 50 ms (risetime), vilket motsvarar 0,25 och 0,1 s för hela belastningspulsen 2. Krav på deformationsgivare, LVDT, noggrannhet <0,2 μm 3. Krav på dummyprovkropp med två termometrar (centrum och yta) 4. Anpassa kraft till provning vid +10 C innebär krav på deformation på 4 ±0,5 μm 5. Användning av momentnyckel för fastsättning av rigg till deformationsgivarna. Dras med momentet 25 ns. SS-EN standarden baseras i huvudsak på den brittiska standarden BS DD213. I Sverige har styvhetsmodul bestämts enligt både den brittiska och den svenska metoden, FAS 454, vilka skiljer sig på flera väsentliga punkter från varandra. Flertalet svenska laboratorier har störst erfarenhet av den brittiska standarden beroende på att de utrustningar som används är tillverkade enligt denna standard. Eftersom bestämning av styvhetsmodul betraktas som en icke förstörande provning har alla laboratorier analyserat samma provkroppar. Resultaten behandlas statistiskt enligt den internationella standarden ISO 5725, där även uppgifter om repeterbarhet(r)- och reproducerbarhet(r) beräknas. 10 VTI notat 19-2007

3 Testparametrar 3.1 Utrustningar De utrustningar som ingått i denna jämförande provning är av fabrikaten MTS (2 st.), MATTA (5 st.) och Nottingham Asphalt Tester (8 st.). Den förstnämnda har ett hydrauliskt system för att styra belastningspulserna medan de övriga har pneumatiska system. I pneumatiska system är det svårare att styra pulsens utseende varför dessa system endast har krav på pålastningen s.k. risetime, medan man i hydrauliska system kan styra både på- och avlastning. MATTA är dock dubbelverkande, vilket innebär att både på- och avlastning kan styras på denna hydrauliska utrustning. Precisionen hos deformationsgivare och kraftgivare skiljer också mellan olika fabrikat. De kretskort och dataprogram som styr utrustningarna har också uppgraderats under årens lopp vilket gör att det knappast finns två utrustningar i Sverige som är bestyckade på identiskt sätt. Tabell 1 Sammanställning över använda utrustningar. Turordning Lab nr Fabrikat Modell Mjukvara 1 1 MATTA-ELE-IPC UTM-14P UTM-16 V1.02 2 2 MATTA-ELE-IPC UTM-5P UTM-17 3 3 NAT NAT:1996 ITSM1, version 1.00 4 4 NAT NAT:1996 ITSM1-1997 5 5 NAT NAT:1996 Newint 3:1993 6 6 NU NU-10 ITST.1 ver 1.0.0.0. 7 7 NAT NAT:1997 Newint3 från 1997 8 7 MTS Teststar II-Testware 9 8 NAT NAT:1992 Newint 3 10 9 NAT NAT:1991 ITST.LNK 2002 11 10 MATTA-ELE-IPC UTM-14P:1999 UTM-16 V 1.01 12 11 MATTA-ELE-IPC UTM V2.07 UTM-16 13 12 NU NU-14? 14 12 MATTA-ELE-IPC UTM-25 UTM-16 15 1 16 13 MTS ATS 3.2 Material Två dummyprovkroppar, med diameter Ø100 och Ø150 mm, och tio asfaltprovkroppar har ingått i den jämförande provningen. Asfaltprovkropparna bestod av två beläggningstyper, ABT 11 160/220 och AG 22 70/100, med fem provkroppar av varje typ. ABT var laboratorietillverkade medan AG var utborrade från väg. I en första omgång skickades dummyprovkropparna runt till laboratorierna och resultaten utvärderades innan den ena dummyprovkroppen (Ø100 mm) samt asfaltprovkropparna skickades runt i en andra omgång, ca ½ år senare. VTI notat 19-2007 11

4 Genomförande Europastandarden SS-EN 12697-26 har legat till grund för denna jämförande provning. Några krav har dock preciserats ytterligare för att få så jämförande försök som möjligt inom ramen för denna standard. Se kapitel 2 Metodik och bilaga 1. Tretton laboratorier har deltagit i undersökningen. Tolv fullföljde provningen varav ett laboratorium med två olika utrustningar. De deltagande laboratorierna är NCC Roads i Stockholm, Linköping och Göteborg, Skanska i Göteborg, Stockholm och Malmö, Peab Asfalt i Stockholm, Vägverket Produktion i Örebro samt KTH, Väglaboratoriet i Norr, Nynäs och VTI. Den jämförande provningen utfördes under 2005/2006 i 2 etapper. I den 1:a etappen testades de 2 dummyprovkropparna och i den 2:a etappen testades asfaltprovkropparna. Den mindre dummyprovkroppen (Ø100 mm) ingick även i etapp 2. Provningarna av asfaltproverna startade och avslutades på ett bestämt laboratorium för att kunna bedöma om provkropparna påverkats under tiden som de skickades runt till de deltagande laboratorierna. VTI testade dock sist eftersom de måste limma stålskenor på provkropparna för fastsättning av deformationsgivarna. Eftersom styvhetsmodul betraktas som en oförstörande provning utförde alla laboratorier provningen på samma provkroppar. Provningen har utförts enligt Europastandarden. Resultaten har analyserats och statistisk utvärdering enligt ISO 5725 inklusive bestämning av repeterbarhet (r) och reproducerbarhet (R) har utförts. 12 VTI notat 19-2007

5 Resultat Styvhetsmodulen bestämdes enligt standarden SS-EN 12697-26. Provningen utfördes på 2 olika beläggningstyper, ABT 11 (labtillverkade prover) och AG 22 (utborrade prover från väg), och med 5 provkroppar av varje beläggningstyp samt en av de dummyprovkroppar som användes vid förprovningen. Testtemperatur var +10 C. För asfaltproverna kompletterades provningen med krav på användande av momentnyckel vid fastsättning av deformationsgivarna på provkropparna för att försöka minska den spridning i resultat som dummyprovkropparna visat. 5.1 Dummyprov De två dummyprovkropparna som använts vid denna jämförande provning är av två olika dimensioner, 100 och 150 mm diameter, och tillverkade av olika plastmaterial, plexiglas och delron. Syftet med att först utföra provning med dummyprovkroppar var att försöka identifiera utrustningar som hade uppenbara brister innan provningen med asfaltprovkroppar inleddes. Dummyprovkroppar bedöms vara mer stabila än asfaltprovkroppar över tiden samt betydligt mindre temperaturkänsliga vilket gör att hela provningssystemet kan testas och eventuella brister i utrustningen identifieras. Resultaten från provningen med dummyprovkroppar visade stor spridning mellan de olika laboratoriernas resultat, vilket innebar att diskussioner om orsaker inleddes. Inga tydliga felaktigheter vid utförande eller på utrustningar kunde dock verifieras. En tänkbar orsak ansågs kunna vara att deformationsriggarna spändes fast olika hårt på olika laboratorier. När asfaltprovkropparna skulle analyseras skickades därför en momentnyckel med så att alla kunde spänna fast sina riggar med samma moment (25 ns). Eftersom den ena av dummyprovkropparna även skickades med asfaltprovkropparna i den andra omgången kan en bedömning av effekten av momentnyckel studeras, tyvärr med ganska nedslående resultat. Bedömningen av resultaten försvåras av att alla laboratorier inte kunnat utföra provningen vid de två belastningstiderna som föreskrevs. Av Figur 1 framgår att det saknas resultat från många av laboratorierna vid provning vid belastningstid 50 ms. De 4 laboratorier som genomförde provningen av dummyprovkroppen vid båda tillfällena uppvisar dock god repeterbarhet. Vid belastningstid 124 ms har flertalet laboratorier (11 av 15) provat dummyprovkroppen vid två tillfällen. Resultaten som framgår av Figur 2 visar dock generellt dålig repeterbarhet, endast 4 laboratorier får samma resultat vid båda provtillfällena. Figur 3 visar att överensstämmelsen är dålig mellan de två provningstillfällena. Om alla laboratorierna skulle erhållit samma resultat när de upprepade provningen skulle punkterna i diagrammet legat efter den inritade linjen. Figur 4 visar provning av samma dummyprovkropp utförd på VTI från 1993 till 2006, dock med olika operatörer och olika versioner av mjukvara. Resultaten visar att dummyprovkroppen varit mycket stabil under denna tidsperiod, vilket bekräftar att de skillnader på modulnivåer som erhållits vid den jämförande provningen inte kan hänföras till variationer hos dummyprovkroppen utan beror på skillnader hos utrustningar och handhavande vid provning. VTI notat 19-2007 13

Dummy 50 ms Styvhetsmodul, MPa 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 Omgång 1 Omgång 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 1 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp, Ø100 mm vid belastningstid 50 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.) Styvhetsmodul, MPa 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 Dummy 124 ms Omgång 1 Omgång 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 2 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp, Ø 100 mm vid belastningstid 124 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.) 5500 Dummy Ø100 mm risetime 124 ms 5000 Omgång 2 4500 4000 3500 3500 4000 4500 5000 5500 Omgång 1 Figur 3 Styvhetsmodul i MPa på dummyprovkropp (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. (Jämförelse mellan omgång 1 och 2.) 14 VTI notat 19-2007

Dummyprovkropp av plexiglas Ø100 mm 5000 4500 4000 Styvhetsmodul, MPa 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1993 1997 1997 1999 2002 2006 Testad på VTI, År Figur 4 Test av samma dummyprovkropp under åren 1993 2006 vid VTI. 5.2 Asfaltprov Resultaten från den jämförande provningen på asfaltprovkropparna, både laboratorietillverkade och utborrade ur väg, visar stora variationer både när det gäller repeterbarhet (spridning inom lab.) och reproducerbarhet (spridning mellan lab.). Införande av momentnyckel har inte givit någon märkbar effekt, troligen beroende på att den effekten överskuggas av andra problem med hantering av proverna och utrustningarnas prestanda. Genom att de flesta utrustningar inte levererar några rådata är det svårt att försöka spåra vilka faktorer som påverkar spridningen i resultaten. Enligt EN standarden skall resultaten också korrigeras med en särskild load area factor, en faktor som beräknar ytan under pulskurvan eftersom den avlastande delen av pulsen inte kan kontrolleras i dessa utrustningar. Justeringen innebär att den uppmätta styvhetsmodulen justeras till en load area factor på 0,60 enligt följande formel: S m = S m x (1-0,322 x (log(s m ) - 1,82) x (0,60 - k)) S m Styvhetsmodulen, uttryckt i MPa, justerad till en load area factor på 0,60 k Uppmätt load area factor. Resultatutskrifterna ger både ojusterade och justerade styvhetsmoduler med hänsyn till denna area factor. Endast något lab. har redovisat justerade värden. Eftersom korrektionen i många fall ger helt orimliga värden har de andra labben valt att redovisa ojusterade värden. VTI notat 19-2007 15

5.2.1 ABT 11 (labtillverkade prover) Resultaten för samtliga lab., utom lab. 5, ligger inom 2 gånger standardavvikelsen. Laboratorierna 1, 6 och 12 har låga modulvärden, medan laboratorium 5 har höga värden. Labboratorium 14 uppvisar större spridning mellan sina prover än övriga lab. som har ungefär likvärdig repeterbarhet. Endast 5 laboratorier ligger med samtliga resultat inom 1 gånger standardavvikelsen. (Se Figur 5.) Laboratorierna skulle utföra provningen vid 2 olika belastningstider, 124 ms och 50 ms. Vissa lab. hade dock svårt att ställa in belastningstiden varför det saknas många resultat, främst vid 50 ms, därför har den statistiska utvärderingen enligt ISO 5725 endast gjorts vid 124 ms belastningstid. Figur 6 och Figur 7 visar resultaten för enskilda provkroppar och det framgår tydligt att det är systematiska skillnader mellan olika laboratoriers resultat. (Ett lab. som har högre modul än ett annat lab. på provkropp 1 har även högre modul på de övriga provkropparna.) Därför bör en noggrann genomgång av vilka parametrar som påverkar provningen innebära att bättre precision hos metoden kan uppnås. ABT11 (enskilda värden) Styvhetsmodul, MPa 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ABT11 ±2*stdav ±stdav mdv Labutrustning (turordning) Figur 5 Styvhetsmodul i MPa för ABT 11 (enskilda värden). 16 VTI notat 19-2007

Styvhetsmodul, MPa 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 ABT11 50ms (medelvärden) 1 2 12 13 15 16 2000 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 Figur 6 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 50 ms. Beläggningstyp ABT 11. Styvhetsmodul, Mpa (124 ms) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 ABT11 124 ms (medelvärden) 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 1 2 3 4 5 6 9 10 12 14 15 16 Figur 7 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. Beläggningstyp ABT 11. VTI notat 19-2007 17

Mandels test ingår i den statistiska utvärderingen av resultaten enligt ISO standarden 5725. Mandels h-test visar spridningen mellan lab. och Mandels k-test visar spridningen inom lab. Resultat utanför streckad röd linje (straggler) skall granskas för att från fall till fall avgöra om de skall behållas eller strykas beroende på om man hittar några brister vid provningen medan resultat utanför heldragen röd linje skall strykas (outlier). Figur 8 och Figur 9 visar att inga värden skall strykas enligt detta test för ABT proverna. (Detta visar bara att det inte finns något enstaka lab. som avviker extremt från övriga lab. Om variationen är stor mellan alla lab., vilket är fallet i denna undersökning, stryks inga resultat enligt denna test.) Mandel's statistic h 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0-1,5-2,0-2,5 Mellan laboratorier, ABT11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 8 Mandels h-test. Jämförelse mellan laboratorier för ABT 11. Mandel's statistic k 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Inom laboratorier, ABT11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 9 Mandels k-test. Jämförelse inom laboratorier för ABT 11. 18 VTI notat 19-2007

5.2.2 AG 22 (borrade prover ur väg) Resultaten för samtliga laboratorium, utom laboratorierna 12 och 14, ligger inom 2 gånger standardavvikelsen. Laboratorium 12 har låga modulvärden, medan laboratorium 5 har höga värden. Laborataorium 14 uppvisar större spridning mellan sina prover än övriga laborataorier som har ungefär likvärdig repeterbarhet. Av 11 laboratorier ligger 8 med samtliga resultat inom 1 gånger standardavvikelsen. (Se Figur 10.) Som för ABT proverna har många lab. haft svårt att utföra provningen vid belastningstiden 50 ms. Figur 11 och Figur 12 visar resultaten för enskilda provkroppar och det framgår tydligt att det även här (jmf med ABT) är systematiska skillnader mellan olika laboratoriers resultat. Styvhetsmodul, MPa 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 AG22 (enskilda värden) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) AG22 ±2*stdav ±stdav mdv Figur 10 Styvhetsmodul i MPa för AG 22 (enskilda värden). VTI notat 19-2007 19

Styvhetsmodul, MPa 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 AG22 50 ms (medelvärden) 1 2 11 12 13 15 16 10000 1 2 3 4 5 Provkropp 1-5 Figur 11 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 50 ms. Beläggningstyp AG 22. AG22 124 ms (medelvärden) Styvhetsmodul, MPa 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 1 2 3 4 5 6 9 10 11 12 14 15 16 7000 1 2 3 4 5 Provkroppar 1-5 Figur 12 Styvhetsmodul i MPa på asfaltprovkroppar (Ø100 mm) vid belastningstid 124 ms. Beläggningstyp AG 22. Enligt Mandels h-test, kontroll av spridning mellan lab., skall inget resultat strykas. För Mandels k-test, kontroll av spridning inom lab., skall dock lab. 14 strykas före beräk- 20 VTI notat 19-2007

ning av repeter- och reproducerbarhet på grund av den stora spridningen mellan provresultaten inom laboratoriet. Se Figur 13 och Figur 14. Mandel's statistic h 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0-1,5-2,0-2,5 Mellan laboratorier, AG22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 13 Mandels h-test. Jämförelse mellan laboratorier för AG22. 3,0 Inom laboratorier, AG22 Mandel's statistic k 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Labutrustning (turordning) Figur 14 Mandels k-test. Jämförelse inom laboratorier för AG22. 5.3 Repeterbarhet- och reproducerbarhet Den statistiska analysen visar att repeterbarheten (r), dvs. spridningen inom varje lab., ligger på ca 25 % medan reproducerbarheten (R), spridningen mellan olika lab., ligger på ca 30 % för AG proverna och drygt 40 % för ABT proverna. Detta måste betraktas som ej acceptabel nivå för en testmetod inom asfaltprovning. VTI notat 19-2007 21

4500 4000 3500 Repeter- och reproducerbarhet r R r och R (MPa) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 5000 10000 15000 medelvärde ABT 11 AG 22 r och R (%) Repeter- och reproducerbarhet 50 45 r-% 40 R-% 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5000 10000 15000 medelvärde ABT 11 AG 22 a/ b/ Figur 15 Repeterbarhet och reproducerbarhet a/ i MPa och b/ i % av medelvärdet. I Figur 16 har antal prov avsatts mot repeterbarhet (variation inom lab.) och reproducerbarhet (variation mellan lab.) enligt formeln: rn ( )= r n r(n) = repeterbarhet vid n antal delprov n = antal delprov r = repeterbarhet Enligt EN standarden 12697-26 skall 5 prover utföras vilket enligt denna jämförande provning innebär en variation på ca 10 %, oavsett massatyp, vid jämförelse mellan resultat från upprepad provning på samma lab. och 15 % för AG 22 och 20 % för ABT 11 vid jämförelse mellan resultat från olika lab., där provningen skett på samma provkroppar. (Se Figur 16.) Genom att variationen har varit stor mellan laboratorierna ger inte den statistiska utvärderingen några strykningar av extremvärden. Endast laboratorium 14 har enligt 22 VTI notat 19-2007

Cochrans och Mandels test bedömts vara en outlier (dvs. ett värde som bör strykas) när det gäller resultaten för AG proverna. Detta påverkar dock inte den statistiska beräkningen nämnvärt varför de ändå finns med i beräkningarna. r och R i % av medelvärde 50 45 40 35 30 25 20 15 10 r(abt11) r(ag22) R(ABT11) R(AG22) 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 antal prov Figur 16 Samband mellan repeterbarhet respektive reproducerbarhet och antal prov. VTI notat 19-2007 23

6 Olika testparametrars påverkan på styvhetsmodulen Detta kapitel är ett utdrag ur VTI Meddelande 808 1998 (ref. 1) där några av följande parametrar beskrivs närmare. Viktiga faktorer vid modulmätningar: Temperering av provkroppar Effekt av belastningstid/vilotid Effekt av påkäningsnivå Effekt av konditioneringsperioder Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar) Beräkning med kurvanpassning Bredd på belastningsbom Noggannhet på deformationsgivarna. Styvhetsmodulen är mycket känslig för mixvariabler och provningsparametrar. Fördelen med det är att de minsta ändringarna i en massabeläggning kan upptäckas genom styvhetsmätningar. Nackdelen är att det ställer höga krav på utrustning, metodik och kompetens hos laboratoriepersonalen. 6.1 Temperering av provkroppar Styvhetsmodulen hos bituminösa beläggningar är känslig för små ändringar i provkroppens temperatur. Temperaturändring i provet med 1 C förorsakar ca 5 % ändring i provets modul. Därför är det viktigt att känna till den verkliga temperaturen i provet vid modulmätning. Tempereringsproceduren av provkroppar enligt FAS 454 och ASTM 4123 utan klimatkammare har ifrågasatts här. Det rekommenderas att modulmätning utförs på två axlar på varje provkropp genom att provet efter första mätningen, konditioneras vid testtemperatur i 10 minuter och därefter utförs en andra mätning efter orientering av provet i ca 90 vinkel mot det första diameterplanet. Ofta har den andra mätningen givit lägre moduler. Därför drogs ofta den felaktiga slutsatsen att provet hade skadats redan vid den första mätningen. Figur 17 visar temperaturen i provet och modulvärden vid olika konditioneringstid. Här simuleras provningsproceduren i syfte att undersöka tempereringens och konditioneringstidens betydelse vid modulmätningar. 24 VTI notat 19-2007

Figur 17 Modul- och temperturmätningar på en provkropp vid olika konditioneringstider. Testtemperaturen var 3,8 C och rumstemperaturen vid provning var 21 C. Efter den första mätningen har provkroppen utsatts för rumstemperatur i fem minuter (motsvarar den tid som provet utsätts för rumstemperatur innan andra mätning) och sedan konditionerats i testtemperaturen. Modulmätningar har utförts endast i ett diameterplan. Provkroppen har inte vidrörts mellan mätningarna. Det konstateras att provets temperatur har ökat mer än 2 C även i provets centrum trots konditionering i 10 minuter i testtemperaturen efter att provet har utsatt för rumstemperatur i 5 minuter. Efter 5 minuter i rumstemperatur och 10 minuters återtemperering har modulen sjunkit med mer än 10 % i jämförelse med första modulmätningen. Tio minuter återtemperering är alldeles för kort tid för återkonditionering till testtemperatur när det är stor skillnad mellan test- och omgivningstemperatur. VTI notat 19-2007 25

För att minska effekten av temperaturvariationer i provkroppen vid modulmätningen bör man utföra provningen försedd med handskar i en klimatkammare eller använda en dummy provkropp med insatt termoelement för kontroll av provkroppens temperatur. Alternativt utförs mätningar inom 5 minuter (om det är möjligt) innan en stor ändring i provets temperatur har skett. Moduländring inom de första fem minuterna är mycket liten enligt Figur 17. Observera att SHRP LTPP 07 metoden rekommenderar modulmätning endast på en axel. 6.2 Effekt av belastningstid/vilotid Figur 18 illustrerar effekten av belastningstid och vilotid mellan belastningspulser vid modulmätningar vid olika temperaturer. Resultaten är medelvärde hos fem borrkärnor (AG 25) från bärlager. Ändring av belastningstid från 0,1 sek. till 0,05 sek. medför styvhetsmodulökning med ca 1 000 MPa vid 10 C. Temperatureffekten enligt den här undersökningen är liten med avseende på belastningstiden. SHRP LTPP metod P07 rekommenderar modulmätningar vid 0,9 sekunder vilotid. Övriga metodspecifikationer rekommenderar 2,9 sekunder vilotid mellan belastningspulserna. Det konstateras (Figur 18) att ändring av vilotid från 2,9 sekunder till 0,9 sekunder inte medför någon skillnad i styvhetsmoduler. 12000 10000 8000 6000 bel.-(vilotid) 0.1(0.9) 0.1(2.9) 0.05(0.9) 0.05(2.9) 4000 2000 0 0 5 10 15 20 Temperatur, C Figur 18 Effekt av belastningstid/vilotid på styvhetsmodulen vid olika temperaturer hos AG massan. Effekten av belastningstid har också undersökts hos massatyp MAB 8T vid +9 C, se Figur 19. Det konstateras liknande tendens som fallet med massabeläggning AG25. 26 VTI notat 19-2007

6000 Styvhetsmodul, MPa 5500 5000 4500 4000 0,05 0,1 0,15 0,2 Belastningstid, sek. Figur 19 Effekt av belastningstid vid styvhetsbestämning hos ABT8/B180. Ett samband har tagits fram för omräkning av styvhetsmoduler till den normala belastningstiden som är 0,1 sekund. Sambandet är baserat på modulmätningar hos massabeläggningar av typ AG25 vid en temperaturvariation mellan 3 och 22 C. Belastningstiden varierades mellan 0,05 till 0,10 sekunder vid modulbestämningar. Mr = Mr,t + ((0.1 t) x (-1.56xMr,t - 12451) ) där Mr = styvhetsmodul vid en belastningstid på 0,1 sekunder i MPa Mr,t = styvhetsmodul vid provningens belastningstid i MPa t = provningens belastningstid i sekunder. Sambandet bör användas med försiktighet, eftersom underlagsmaterialet är begränsat. Sambandet kan användas vid jämförelse mellan styvheter bestämda vid olika belastningstider eller vid bestämning av beläggningstyvhet under trafikbelastning med avseende på trafikens hastighet. Trafikhastighetens effekt på beläggningsstyvhet kan bestämmas genom ändring av belastningstiden vid styvhetsmodulmätning i laboratoriet. Ofta används följande empiriska samband för uppskattning av belastningstiden vid olika fordonshastighet [Brown 1997]: t = 1 v där t = belastningstid i sekunder ν = hastighet i km/h Standardmetoder rekommenderar normalt en belastningstid på 0,1 sekund vid bestämning av styvhetsmodul, exempelvis FAS Metod 454, ASTM 4123 och SHRP LTPP 07. VTI notat 19-2007 27

6.3 Effekt av påkänningsnivå Styvhetsmodul hos bituminösa beläggningar bestäms med avseende på icke linjärt viskoelastiska egenskaper hos bitumenet. Därför har töjnings- eller spänningsnivån stor betydelse vid modulbestämning hos beläggningar [Said 1989, Kallas et al., 1967, Pell et al., 1969, Schmidt, 1972]. Figur 20 visar att modulen är beroende av spänningen efter en viss gräns på spänningsnivån och denna gräns är temperaturberoende. Figur 20 Relation mellan styvhet och spänningsamplitud hos bärlagerbeläggning vid olika temperaturer [Pell et al., 1969]. Töjning-spänningssambandet, när modulen bestäms vid flera påkänningsnivåer, är till en början rätlinjigt. Detta område benämns det approximativt linjärt viskoelastiska området. Inom detta område är styvhetsmodulen konstant oberoende av spänningens eller töjningens storlek. Linjäritetsgränsen för asfaltmaterial är definierad som den spänning där den isokrona kurvan (spänning-töjningskurvan vid samma tid) avviker med mer än 10 % från det rätlinjiga spänning-töjningssambandet [Said 1989, 1990]. Definitionen illustreras i Figur 21. 28 VTI notat 19-2007

σ A B (A/B) 100 10% ε Figur 21 Definition av linjäritetsgräns hos bituminösa beläggningar. Linjäritetsgränser (det approximativt linjärt viskoelastiska området) vid modulmätningar enligt FAS Metod 454 är följande: Deformation (μm) Temp. C 2 5 4 10 9 25 Dessa gränser, där modulen antas ej beroende av påkänningsnivån, har undersökts hos asfaltprov med pressdragprovet vid provning med en belastningstid på 0,2 sekunder [Said, 1989] medan FAS Metod rekommenderar provning med 0,1 sekunder belastningstid. Dessa deformationsgränser är något stränga vid en belastningstid på 0,1 sekunder, eftersom ju kortare belastningstid desto längre är det linjära området (deformationsgräns). 6.4 Konditioneringsperioder Ett antal konditioneringsbelastningar är nödvändiga för att erhålla en reproducerbar deformationskurva vid modulmätningar med pressdragprovet. Kriteriet är att den horisontella deformationen blir densamma vid upprepade belastningar. Enligt ASTM 4123 och SHRP LTPP 07 erfordras för detta 50 á 150 konditioneringsperioder. Enligt FAS 454 erfordras i regel 25 á 50 perioder, medan vid Nottingham Asphalt Tester (NAT) och MATTA (UTM 5P) utförs 5 resp. 25 perioder. Figur 22 visar resultat på endast ett prov. Det visar att det behövs minst tio perioder innan deformationen blir någorlunda stabil. Detta kan variera beroende på temperatur och material. VTI notat 19-2007 29

Figur 22 Repeterbarheten vid styvhetsmodulmätningar. 6.5 Effekt av modulmätning på två diameterplan (axlar) Vid modulbestämning enligt pressdragprincipen rekommenderas två mätningar på varje provkropp. Efter första mätningen orienteras provet så att andra provningen sker i ett diameterplan i ca 90 vinkel mot det första diameterplanet. Det har rapporterats att andra mätningen ofta har givit lägre styvhetsmodul. Figur 23 redovisar differensen i styvhetsmodul mellan axlar hos ett 50 tal prover. Provkropparna är av olika massabeläggningstyp och modulbestämningen har skett vid olika tillfällen. Någon skillnad mellan axlar kan inte skönjas. En trolig orsak till att man kan få skillnader i styvheten mellan axlar är temperaturändring i provkroppar innan avslutad mätning. Figur 23 Skillnader i modulvärden mellan axlar. 30 VTI notat 19-2007

7 Slutsatser Den jämförande provningen visar att det är stor spridning både inom som mellan olika laboratoriers resultat. Det är dock svårt att peka på någon enskild orsak utan det tycks som flera faktorer bidrar till metodens dåliga precision. Man kan konstatera att resultatet från denna jämförande provning i stort överrensstämmer med de resultat som erhölls vid föregående jämförande provning redovisad i VTI meddelande 808 1998. De brister som då påtalades har inte följts upp vare sig i form av förbättringar i provningsstandard, handhavande eller utrustningar som då föreslogs. Då utfördes provningen efter FAS Metod 454 medan den denna gång utfördes enligt den nyligen godkända europastandarden SS-EN 12697-26. Skillnaderna mellan standarderna är små men mycket väsentliga då EN standarden är mycket otydlig på flera viktiga punkter. Den har också beskrivningar av hur hänsyn skall tas till pulsens area m.m. vilket tycks vara en anpassning till de utrustningar (främst NAT-utrustning) som idag finns på marknaden och inte till vilka parametrar som i grunden har betydelse för att bestämma styvhetsmodulen. När det gäller antal prov som skall analyseras anger EN standarden 5 prover medan FAS anger minst 3 prover. Detta bidrar till mindre spridningar vid analys enligt EN standarden. Följande slutsatser kan dras från denna jämförande provning: Resultaten visar att repeterbarheten (spridning vid upprepad provning på samma lab.) ligger på ca 10 % och reproducerbarhet (spridning mellan olika laboratoriers resultat) ligger på 15 20 %. Resultaten förutsätter medelvärde av 5 provkroppar vilket EN standarden föreskriver. Metodens dåliga precision beror på: brister i utrustningar brister i kunskap hos dem som utför provningen brister i EN-standarden. Anm. Resultatet i denna jämförande provning motsvarar resultaten från den jämförande provningen utförd 1998. (Redovisad i VTI meddelande 808, 1998.) Förslag till åtgärder: Krav på deformationsgivare och belastningsbom är ej tillfredställande formulerat i standarden SS-EN 12697-26 Kräv information från tillverkare om hur utrustningen är konfigurerad. Rådata från varje mätning skall finnas tillgängligt för den som använder utrustningen Utbilda personalen i funktionsrelaterade provningsmetoder, där betoning på teoretisk kunskap och förståelse för hur olika testparametrar påverkar resultaten prioriteras. VTI notat 19-2007 31

Referenser 1. ISO 5725-1 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results- Part 1: General principles and definitions. 2. ISO 5725-2 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results- Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method. 3. ISO 5725-6 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results- Part 6: Use in practice of accuracy values. 4. Said, S.F & Viman, Leif: Styvhetsmodul genom pressdragprovning. Jämförande provning. VTI meddelande 808,1998. 5. SS-EN 12697-26:2004 Vägmaterial Asfaltmassor Provningsmetoder för varmblandad asfalt - Del 26: Styvhet. 6. FAS 454-98 Bestämning av styvhetsmodulen hos asfaltbetong genom pulserande pressdragprovning. 7. BS DD213:1993. Method for determination of the indirect tensile stiffness modulus of bituminous mixtures. 32 VTI notat 19-2007

Bilaga 1 Sid 1 (1) EN 12697-26 Juli 2004 DD213:1993 FAS 454-98 Ringanalys 2005 Krav på utrustning Lastfördelningsbom 12 ±1 mm 12,5 ±1 mm 13,0 ±0,1 mm Belastningsanordning - - 0-5 kn (0,1-10 Hz) 0-5 kn Noggrannhet ±2 % ±2 % 50 N Belastningstid 124±4 ms 124±4 ms 50 msek (pulslängd 0.1 s) 124±4 msek och 50 msek (de som kan) Avlastningstid - - 50 msek (pulslängd 0.1 s) Period 3,0±0,1 sek - 3,33 sek* *ska vara 0,33 Hz avrundningsfel Area factor 0,6. -. Dummy ja ja, används varje testdag, diff. < 2% - 2 st dummyprovkroppar, (Ø100 och 150 mm) LVDT-noggrannhet <1 μm <1 μm 0,2 μm (0,1-10 Hz) -mätområde ±50 μm ±100 μm - Montering av LVDT momentnyckel rekommenderas ska inte röra på sig, vara utan stöd - moment = 25 cnm Lagring av data 500/sek - - Val av provkropp Tillverkning borrkärnor, labtillverkade prov borrkärnor, labtillverkade prov borrkärnor, labtillverkade prov Labtillverkade ABT11, borrkärnor AG22 Sågning jämna ytor vid skarv jämna ytor Tjocklek 30-75 mm 30-80 mm 40-75 mm Diameter 80-200 mm 100, 150 & 200 mm 100 och 150 mm Provroppsdiameter: 100 mm Tolerans ±5 mm ±5 mm - Hänsyn till kornstorlek påpekad definierad definierad Form cylinder cylinder cylinder Provförberedning Antal provkroppar 5 st - minst 3 5 st av varje massatyp (ABT11 och AG22) Lagring 25 C, < 4 dagar och 5 C, > 4 dagar 20±5 C,< 4 dagar och 5 C, > 4 dagar - Temperering med dummy Diff. < 0,4 C mot dummyprov rekommenderas rekommenderas Dummy med två termometrar Termometer noggrannhet 0,1 C 0,5 C Testtemperatur 2, 10 och 20 C 20±1 C/andra -5, 10 och 25 C +10 ±1 C Noggrannhet ±0,5 C ±0,5 C ±1 C Tempereringskammare ja ja ja Tidsrymd 10 min utan klimatkammare - 4 min utan klimat kammare Ny test efter 24 timmar - - Provning Konditioneringspuls 10 pulser 5 pulser ca 25 pulser 5 pulser Antal kraft nivåer 1 1 3 Kraft - - 10% av brottlast Anpassas efter deformation Deformation 5±2 (7±2)* μm/ 0.005% av prk diameter *tar inte hänsyn till testtemperaturen 5±2 (7±2)* μm 4 μm vid 10 C 4±0,5 μm Diameter 80-200 mm 100, 150 & 200 mm 100 och 150 mm 100 mm Pulsform haversine haversine haversine Krav på provens ålder - - - 1-2 månad gamla Placering - symmetrisk - Beräkning Formel F*(v+0,27)/(z*h) L*(v+0,27)/(D*t) ( 3) Anm. L är medelvärde beräknat på 5 pulser P0*(v+0,27)/(H0*t) L*(v+0,27)/(D*t) Anm. L är medelvärde beräknat på 5 pulser Tjocklek heltal heltal 1 decimal Heltal Deformation z är från top till baslinjen D är max horisontal deformation H är från top till slutet av perioden Kontraktionstal 0,35 varierar 0,35 Korrigering För "area factor" - - Precision (enskild) +10% och -20% av 1:a ±10% av 1:a - Precision (3 prov) - - 17% av medelvärdet Testa nya provkroppar - diff. > 10% repetera testet ( 8.2.3) 2 St. vid diff. >17% av medelvärdet Diff. > 10%. Repetera testet ( 7.2) Strykning av extremvärde - - enligt FAS Metod 015 - VTI notat 19-2007

Bilaga 2 Sid 1 (1) Lab nr Utrustni ng Fråga 1 Använder ni dummyprovkropp med tempgivare vid varje bestämning av styvhetsmodul? Fråga 2 Har den en eller två termometrar. Var är de placerade. (på ytan och/eller i mitten?) Fråga 3 Utförs kurvanpassning på deformationsmätningen före beräkning av styvhetsmodul? Fråga 4 Redovisar ni "Stiffness modulus" eller "adjusted modulus"? Fråga 5 Ange bredden på belastningsbommen (i mm med en decimal). Fråga 6 Ange noggrannheten på deformationsgivaren, i mikrometer (minsta värde som ni kan mäte med era givare (oftast LVDT-givare) 1 MATTA 2 MATTA Ja Två stycken termometrar, på ytan respektive mitt i dummyprovkroppen. Vet ej. Resilient modules 12,4mm 0,1 mikrometer, En tiotusendels mm. 3 NAT Vi har ingen dummy med temp.givare i. Däremot provar vi dummyn inför varje omgång av styvhetsprovning vid de aktuella temperaturerna och kontrollerar att värdena stämmer överens med tidigare dummy-resultat. Vi har termometrar vid tempereringshyllorna samt vid riggen. Vid provning i 5 låter vi provkroppen temperera 30 min från insättning i riggen tills vi kör igång analysen (även vid andra provningen), vid 10 tempererar vi 20 min och vid 20 tempererar vi 5 Görs av programmet. Stiffness modulus För 100 mm diam: 12,7 mm, För 150 mm diam: 19,0 mm 1 micron 4 NAT Ja Vi har 2st. En på ytan och en i mitten på kroppen Vet ej. Osäker. Vi redovisar Stiffness Modulus - Deformationsgivarens avläsbarheet är i mm med 2 decimaler 5 NAT Ja 2 en i mitten och 1 vid provriggen Nej Stiffness modulus 12,5 mm vid provstycket 12,0 mm I kanten Givarna heter RDP Electronics Ltd D5-200AG 5535, 5532 (Du kanske vet) 6 NU Ja En på ytan och en inne i provkroppen. Vet ej, har kontaktat leverantören och väntar på svar. Vi redovisar adjusted modulus. 19,0 mm för 150 mm 12,7 mm för 100 mm 1/1000 mm, uppgift från leverantör 7 NAT MTS Deltog endast vid 1:a dummyomg 8 NAT Vi har en provkropp med termometer I temp.skåpet. Vi lagrar alltid provkropparna I ett separat temp.skåp innan körning. I mitten Nej inte manuellt, I sådana fall görs det direkt I dataprogrammet (NAT). Stiffness modulus Belastningsbommens bredd är 12,7 mm. Styvhetsgivarna mäter I spannet 0-0,20 mm och är givare som vi köpt av cooper (NAT). Minsta värdet som den kan mäta fick jag ej fatt I men det torde vara samma som övriga NAT- utrustningar. 9 NAT Ja 1st i mitten Vet ej Vi har hittills använt adjusted men utskriften från programmet visar båda. 12.8 mm för 100 mm provkropp 19,0 " 150 " 25,4 " 200 " 0,1 micron 10 MATTA Ja, den ligger inne i klimatskåpet (där testutrustningen står) tillsammans med de provkroppar som testas. Den har 2 termometrar, en på ytan och en i mitten. Vet ej, men enligt programmet används beräkning enligt British test method DD 213:1993. Se bifogad pdf-fil som är ett utdrag ur användarmanualen angående beräkningen. (Jag kan inhämta mer information från ELE i Australien men då måste frågan formuleras på Vi redovisar "Stiffness modulus". 12,2 mm 0,0001 mm 11 MATTA Ja. Två termometrar, på ytan och i mitten. "Stiffness modulus" 125,0 mm (antagligen 12,5 mm? /Leif) 12 NU Nja :-) Inte vanligtvis...dock gjorde vi det i samband med ringanalysen. En...placerad i mitten. Nej. I brist på större förståelse :-) redovisar vi båda. 150-provkroppar = 18,9 mm, 100-provkroppar = 12,6 mm 0,0001 mm. När jag kollade kalibreringsbeviset från SP var deras mätosäkerhet 0,0005 mm...så uppgiften känns något tveksam. 12 MATTA Ja. En givare som är placerad i centrum på provkroppen. Nej, inte vad jag vet i alla fall. Jag redovisar "Stiffness modulus". För 150 mm provkroppar är bredden 19.1 mm och för 100 mm provkroppar är bredden 12.6 mm Jag är osäker på noggrannheten, men jag använder i alla fall 2 LVDT-givare med mätlängden +- 0.05 mm. I utrustningskortet tror jag det står att noggrannheten är +- 0.002 mm (jag är dock mycket osäker på denna uppgift). 13 MTS Ja 2, på ytan & mitten ja Inte aktuell för oss 12,9 0,06 VTI notat 19-2007

Bilaga 3 Sid 1 (3) Resultat för dummyprovkroppar med Ø100mm och 150 mm Omgång 1 Dummyprovkropp 1 (Ø100 mm). Styvhetsmodul i MPa Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms 4592 - - - - 4831 4767 4796 4308-4592 - - - 4489 4070 124 ms 4439-4193 4355 3825 4829 4533 4499 4289 4766 4355 3802 4805 4589 4591 3790 Dummyprovkropp 2 (Ø150 mm). Styvhetsmodul i MPa Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms 3139 - - - - 3493 3418 3264 2989-3089 4163 - - - 3161 124 ms 3160-3504 3171 3150 3453 3310 3308 2935 3477 3042 3707 3296 2936 2936 3116 Omgång 2 Dummyprovkropp 1 (Ø100 mm). Styvhetsmodul i MPa Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 50 ms - 4570 - - - - - - - - 4581 4163 - - - 4112 124 ms - 4376 4542 4362 4740 4449 - - 4030 5186 4330 3707 - - - 3793 Jämförelse mellan resultaten från omgång 1 och 2 vid olika belastningstider för dummyprovkropp 1 (Ø100 mm) Styvhetsmodul i MPa vid belastningstid 50 ms. Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Omg 1 4592 - - - - 4831 4767 4796 4308-4592 - - - 4489 4070 Omg 2-4570 - - - - - - - - 4581 4163 - - - 4112 Styvhetsmodul i MPa vid belastningstid 124 ms. Tur nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Omg. 1 4439-4193 4355 3825 4829 4533 4499 4289 4766 4355 3802 4805 4589 4591 3790 Omg. 2-4376 4542 4362 4740 4449 - - 4030 5186 4330 3707 - - - 3793 VTI notat 19-2007

Bilaga 3 Sid 2 (3) Resultat för laboratorietillverkade provkroppar (Ø100mm): ABT 11 Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 50 ms belastningstid: Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2844 4890 - - - - - - - - - 3910 4108 - - 4641 2 3352 5344 - - - - - - - - - 4208 4505 - - 5018 3 2832 4696 - - - - - - - - - 3609 3790 - - 4346 4 2502 5370 - - - - - - - - - 3781 4068 - - 4275 5 2892 4921 - - - - - - - - - 3963 4111 - - 4443 Medel 2884 5044 - - - - - - - - - 3894 4116 - - 4545 Stdav 304 298 - - - - - - - - - 222 255 - - 298 Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 124 ms belastningstid: Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2364 3955 2949 2942 4001 3058 - - 3118 3134-2848 - 2687-3270 2 2745 3961 3219 2966 4291 3043 - - 3598 3691-2892 - 3780-3482 3 2304 3079 2667 2769 3485 2446 - - 3087 3339-2438 - 2937-2995 4 2323 3815 2885 2880 4022 2785 - - 3279 3208-2604 - 3625-2932 5 2307 3352 3187 3264 3883 2839 - - 3142 3175-2760 - 3146-3062 Medel 2408 3633 2981 2964 3936 2834 - - 3245 3310-2708 - 3235-3148 Stdav 190 397 228 184 293 248 - - 211 227-187 - 460-226 Sammanställning av medelvärden och standardavvikelser vid olika belastningstider för varje provkropp: Prov 50 ms 124 ms Medel Stdav Medel Stdav 1 4079 795 3120 489 2 4485 772 3424 491 3 3855 717 2868 381 4 3999 1031 3123 524 5 4066 753 3101 392 Medel 4097 814 3127 455 Stdav 235 125 198 65 VTI notat 19-2007

Bilaga 3 Sid 3 (3) Resultat för utborrade provkroppar (Ø100mm): AG 22 Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 50 ms belastningstid: Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14730 15629 - - - - - - - 16445 11611 14660 - - 14638 2 14278 14528 - - - - - - - 16194 10238 14741 - - 14006 3 14637 13937 - - - - - - - 17452 12721 15719 - - 14533 4 13909 13729 - - - - - - - 16273 13153 15079 - - 13962 5 13903 14855 - - - - - - - 15132 14651 14485 - - 14307 Medel 14291 14536 - - - - - - - 16299 12475 14937 - - 14289 Stdav 390 759 - - - - - - - 825 1659 488 - - 304 Enskilda resultat för Styvhetsmoduler i MPa vid 124 ms belastningstid: Prov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12825 11964 12030 11199 13382 12374-11274 12151 13793 8646-16418 - 11970 2 12184 12152 10687 13022 13273 12874-12143 12339 13523 8649-7806 - 11369 3 12879 12448 12986 13319 14961 12787-11525 12925 14872 11301-14032 - 11932 4 11581 12996 12163 11381 14562 12514-11294 12460 13598 11053-14193 - 11453 5 11747 12491 11993 11886 13997 11818-11743 12168 12539 11430-12213 - 11766 Medel 12243 12410 11972 12161 14035 12473-11596 12409 13665 10216-12932 - 11698 Stdav 598 393 825 961 732 418-361 316 832 1438-3230 - 275 VTI notat 19-2007

www.vti.se vti@vti.se VTI är ett oberoende och internationellt framstående forskningsinstitut som arbetar med forskning och utveckling inom transportsektorn. Vi arbetar med samtliga trafikslag och kärnkompetensen finns inom områdena säkerhet, ekonomi, miljö, trafik- och transportanalys, beteende och samspel mellan människa-fordon-transportsystem samt inom vägkonstruktion, drift och underhåll. VTI är världsledande inom ett flertal områden, till exempel simulatorteknik. VTI har tjänster som sträcker sig från förstudier, oberoende kvalificerade utredningar och expertutlåtanden till projektledning samt forskning och utveckling. Vår tekniska utrustning består bland annat av körsimulatorer för väg- och järnvägstrafik, väglaboratorium, däckprovningsanläggning, krockbanor och mycket mer. Vi kan även erbjuda ett brett utbud av kurser och seminarier inom transportområdet. VTI is an independent, internationally outstanding research institute which is engaged on research and development in the transport sector. Our work covers all modes, and our core competence is in the fields of safety, economy, environment, traffic and transport analysis, behaviour and the man-vehicle-transport system interaction, and in road design, operation and maintenance. VTI is a world leader in several areas, for instance in simulator technology. VTI provides services ranging from preliminary studies, highlevel independent investigations and expert statements to project management, research and development. Our technical equipment includes driving simulators for road and rail traffic, a road laboratory, a tyre testing facility, crash tracks and a lot more. We can also offer a broad selection of courses and seminars in the field of transport. HUVUDKONTOR/HEAD OFFICE LINKÖPING BORLÄNGE STOCKHOLM GÖTEBORG POST/MAIL SE-581 95 LINKÖPING POST/MAIL BOX 760 POST/MAIL BOX 55685 POST/MAIL BOX 8077 TEL +46(0)13 20 40 00 SE-78127 BORLÄNGE SE-102 15 STOCKHOLM SE-40278 GÖTEBORG www.vti.se TEL +46 (0)243446860 TEL +46 (0)8555 770 20 TEL +46 (0)317502600