VT notat

Nr V198 1992

Titel: Avnötningsmätningar på provplattor vintern

_ 1991/92

Författare: Torbjörn Jacobson

Avdelning: Vägavdelningen

Projektnummer: _4238005-5

Projektnamn: Asfaltbeläggningars nötningsresistens (Del-

projekt inom huvudprojektet "Massabeläggning.

Kartläggning och utveckling av funktionella

egenskaper")

Uppdragsgivare: Vägverket

Distribution: Fri

div

Väg-och Trafik-

/Ins%tutet

VTITorbjörn Jacobson

INLEDNING OCH SYFTE............................................................................................. ..1

MÄTNINGAR VINTERN 1991-92 ................................................................................. .. 2Avnötningsmätning ................................................................................................ 2Trañkdata ............................................................................................................ .. 3

RESULTAT .................................................................................................................... .. 5

Avnötning ............................................................................................................ .. 5

SPS-tal................................................................................................................. .. 7

VTI 1Torbjörn Jacobson

INLEDNING OCH SYFTE

Som ett alternativ till fullskaliga provvägsförsök har sedan några år laboratorietillverkadeprovplattor placerats ut i befintliga beläggningar på vägen för studier av asfaltbeläggningarsnötningsegenskaper. Sedan i slutet av 1980-talet har totalt 120 provplattor av typen HABToch HABS lagts ut vid 11 olika lokaler runt om i södra och mellersta Sverige.

Provplattoma med formatet 48 * 75 cm tillverkas på laboratoriet under realistiska och välkontrollerade former och kan antingen testas i fält som ovan eller genom accelererandeprovning i VTIs provvägsmaskin. Utborrade prov kan också testas, t. ex. genomTrögerprovningen. Den noggranna proceduren kring blandning, hantering och välan avmassorna på laboratoriet medför att provplattoma erhåller en mycket homogen

sammansättning och hög packningsgrad (>97%).

Föreliggande lägesrapport behandlar slitagemätningarna vintern 1991/92 på provplattoma från1989- och 1990-års program. Plattorna är placerade på E4:an norr och söder om Stockholm(Upplands-Väsby, Häggvik och Salem).

1989-års plattor omfattar tredje vinterns slitage av olika varianter av skelettasfalt (HABS) ochnågra jämförande plattor med konventionell tät asfaltbetong, HABT. Det grova stenmaterialetutgörs i samtliga fall av porfyr från Älvdalen. Syftet var att studera och jämföra deslitlagerbeläggningar som då ansågs varade bästa på marknaden. Tidigare resultat från tvåmätsäsonger ñnns redovisade i VTI Notaten V132 och VISO.

1990-års plattor omfattar andra vinterns slitage av i huvudsak HABS-beläggning. Syftet varföljande:

Att studera effekten av kubisering av det grova stenmaterialet

Att studera effekten av stenstorleken i HABS-beläggning

Att studera effekten av stenkvaliten i HABS-beläggning

Att studera effekten av Polybilt i HABS-beläggning

Första årets mätningar finns redovisade i VTI Notat V162.

I samtliga objekt ingår också en referensplatta av HABT16 med porfyr större än 4 mm.

VTI 2Torbjörn Jacobson

MÄTNINGAR VINTERN 1991-92

Avnötningsmätning

Avnötningsmätningarna har gjorts med V'I'Izs laserproñlometer som består av en 1 meter långmätbalk med Stödben. Proñlometem bygger på kontaktlös avståndsmätning mellan mätbalkenoch vägytan genom laserteknik.Tvärproñlen registreras med en avläsningsnoggrannhet av ca0,01 m och med en samplingstäthet av 400 mätpunkter per meter.

Vid mätningen placeras laserproñlometems ben i ñxar som gjutits in i den intilliggandebeläggningen. På varje platta mäts avnötningen utmed sex mätlinjer. För att kontrolleratrañkens placering och fördelning i vägens sidled ñnns en mätlinje som täcker helakörfältsbredden placerad omedelbart efter varje plattserie.

Slitaget (avnötningen) beräknas ur skillnaden mellan nollmätningen och slutmätningen somgörs på hösten respektive våren strax före och efter dubbsäsongen.

Figur 1. Slitagemätning av provplattor, E4 Upplands - Väsby.

VTI 3

Torbjörn Jacobson

Trafikdata

Uppgifter om trafikdata har hämtats från mätningar utförda av VTI i december 1991 och från

Vägverket. Dubbfrekvensen for 1991/92 kommer från Stockholms gatukontor.

I följande tabeller och figur redovisas antalet personbilar som trañkerat provplattorna och

trañkdata-underlaget för beräkning av SPS-talet.

1989-års plattor:

Tabell 1. Trañkdata, E4 Häggvik och Salem.

Häggvik Häggvik Salem Salem

1990/91 1991/92 1990/91 1991/92

Mätstart: År 90 91 90 91Mån 1 1 10 1 1 10

Dag 5 22 7 21

Mätslut: År 91 92 91 92Mån 4 4 4 4

Dag 16 22 15 21

Skyltad hastighet: 90 90 90 90

Uppmätt hastighet: 100,0 94,1 102,6 98,6

Fordon i körrikt: 25800 25800 23380 23380

Procent i körfält: 54 54 59 59

Fordon i körfält: 13932 13932 13794 13794

Fordon på plattor: 7245 7245 6897 6897

Dubbfrekvens (%): 39 29 39 29

Antal mätdygn: 162 183 159 183

Sza dubbade ford: 457716 384473 427689 366029

Figur 2. Dubbfrekvens i Stockholmsområdet vintern 1991-92.

lZ

8V

99

O0

O0

0O

0

6%///

r/V///

///// ////

/%V/

////

////

/// /

,/ //////

//////

//////

//////

//////

//////

//////

////

V///

////

/..//

// W

/ rá

//

%

/

/

////////

%

//

/%

/

//

?/

/

An

Sza d nbbade ford:

vens (% :

mätdygn:

Dubbf e

3

F0 J Udo på platto :

J..

01' 0

DC

01' D.

U0

i körrik :

n i körfä :

(Jlll

i körfä :

P

13

8

ap U

J..

J U

Skyltad h

Uppmâtt h S

'(19th (km/ )ighet (km/h :

Mätstart: Å

Mätslut: Å

Torbjörn Jacobson

l990-års plattor:

Q

9

121

53

12545

6273

35844

17922

70

89

1 1

29

90

30

90

Väsby

Tabell 2. Trañkdata, E4 Upplands-Väsby.

402268 299902

39

146

5267

35844

16990

62

10534

90

11

91

90

1989/90 1990/91

Väsby

Dubbanvändning i Stockholmsområdet vintern 1991/92

279519

5267

29

183 10534

35844

16990

62

1991/92

91

10

22

92

22

90

97,7 Väsby

VTI

VTI 5Torbjörn Jacobson

RESULTAT

Avnötning

I följande tabeller och figurer redovisas avnötningen vintern 1991/92. Avnötningen redovisas iform av medelvärdet beräknat Över hela plattans bredd mätt i sex mätlinjer.

1989 års plattor:

Tabell 3. Resultat av avnömingsmätningama vintrarna 1990/91 och 1991/92vid Upplands-Väsby.

Beläggningstyp Mdv Std Mdv Std

1 990/91 Std 1 991/92 StdHAB20T Porfyr >4mm 2,49 0,29 2,15 0,27HAB20T Porfyr >8mm 2,79 0,24 2,32 0,18

Viacotop 885 1,39 0,12 1,29 0,21

Viacotop B180 1,27 0,11 1,12 0,08HABS16 Bitulastic 1,20 0,13 1,19 0,16HABS16 Nelastic 1,15 0,16 1,11 0,22HABS16 Caribit 1,68 0,22 1,45 0,15HAB16T Ref.,1) 2,41 0,22 1,95 0,15

HAB16T,2) 2,75 0,40 2,54 0,36HAB12T+BCS 12-16 1,78 0,15 2,05 0,34

Stabinor 12 1,64 0,20 1,59 0,16Stabinor 16 1,94 0,28 1,78 0,31Rubit 16 1,58 0,19 1,51 0,13

GJAP12+BCS 12-16 1 ,74 0,53 2,78 1,07HAB16T Ref.,1) 2,41 0,41 2,12 0,31

1) Befintlig beläggning.2) Referensplatta.

VTI 6Torbjörn Jacobson

Avnötning på plattor vid Upplands VäsbyAvnötning mdv mm

I 1990/1991

D 1991/1992

0,00 .j

8-°-°-e§252223

fåååegåg ?gå å?>§§ 5 2§§ 2 3

Figur 3. Avnötning Upplands-Väsby vintrarna 1990/91 och1991/92.

Kommentarer:

Resultaten från tredje vinterns, 1991/92, mätningar stämmer väl överens med föregående årsresultat från Upplands-Väsby. Avnötningen är med något undantag generellt lägre än åretinnan beroende på att antalet dubbade fordon som passerat provplattoma är mindre underdenna vinterperiod (ca 7 % lägre än 1990/91 och 23 % lägre än 1989/90).

Plattan med BCS-sten invältat i gjutasfalt uppvisar avvikande resultat beroende på att en stordel av stenarna har lossnat och på så sätt registrerats som avnötning. Anledningen till attstenarna lossnat är att stenen inte vältats ner i massan tillräckligt vid tillverkningen av plattorna.Även plattan med HABT12 med BCS erhåller något accelererande avnötning jämfört medövriga provplattor.

Slitlager av typ HABS uppvisar markant lägre avnötning än Slitlager av typ HABT.

De olika massatypema som ingår i försöket har delats upp i följande grupper med ungefärliknande slitstyrka med utgångspunkt från avnötningsmätningarna 1991/92:

Grupp 1 (avnötning 1,0 - 1,5 mm): HABSlÖ (Nelastic), Viacotop (B180), HABSlÖ

(Bitulastic), Viacotop (B85), HABSlÖ (Caribit).

Grupp 2 (avnötning 1,5 - 2,0 mm): Rubitlö, Stabinor12, Stabinor16.

VTI 7

Torbjörn Jacobson

Grupp 3 (avnötning 2,0 - 2,5 mm): HABT12+BCS 12-16, HABTZO (porfyr>4mm), HABTZO

(porfyr<8mm).

Grupp 4 (avnötning >2,5 mm): HABT16.

Som det framgår av resultaten erhåller Viacotop med konventionella bindemedel, B85 och

B180, avnötning av ungefär samman storleksordning som HABS-variantema med

polymennodiñerade bindemedel.

I bilaga 1 redovisas provplattomas placering i hjulspåret i förhållande till den uppmätta

avnötningsproñlen för hela körbanan.

Plattor 1990:

Tabell 4. Resultat av avnötningsmätningama vintrarna 1990/91 och 1991/92

vid Salem och Häggvik.

1990/1991 1991 /1 992 1990/1991 1991 /1 992

HABT16 Referens 885 4-16 1 78 01

Stabinor 1 6 B85 Ade|öv kub. 4-16 1 9 1 18

Stabinor 16 885 Ade|öv kub 4-16 44 19

HABS16 B85 Bålsta kub. 4-16 69 10 79

HABS16 885 Bålsta kub 4-16 4 69

HABSZO 885 8-20 1 1 71

HABS16 8-16 1 19

HABS8 4-8 1 64

HA831 6 885 1 1

HABl 61' 885 4 1 1

Bet 885

VTITorbjörn Jacobson

Avnötning på plattor vid SalcmAvnötning mdv mm

5,00

4,50

4,00

3,50

3 00' I 1990/1991

2,50El 1991/1992

2,00

1,50

1,00

0,50

0,00

' §2 ' 53 52 P -8 43 ;5I l 2 I I :r 5 g *g.e 'f 3 f °E s: 5 E 1'649 :5 '849 å? få zê 3? §5,5 o 3 m 0- :äE 22 2 E E

Figur 4. Avnötning Salem vintrama 1990/91 och1991/92.

Avnötning-mätningar på plattor vid HäggvikAvnötning mdv mm

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00 -II 1990/1991

2,50 -

E] 1991/19922,00 -

1,50 -

1,00 -

0,50 -

0,00 «

4. 52 4. 53 55 §3 -8 -8.o 4. .0 ,g 4, ** å ä.3 . .3 L _ ;9 ?E 5%'ägo-2..._ñtoäê iEN E .å äO'- 0" .. n

.s i: 2 ä 8 *ä *ä'5 "52 E E

Figur 5. Avnötning Häggvik vintrarna 1990/91 och1991/92.

VTI 9

Torbjörn Jacobson

Kommentarer:

Resultaten från andra årets avnötning stämmer väl Överens med första årets resultat.

Avnötningen är mindre p g a den minskade dubbanvändningen men förhållandet mellanplattoma är i de flesta fall oförändrat. Skillnaden mellan plattorna i Häggvik och Salem ärockså liten.

Den positiva effekten av kubiseringen kvarstår. Slitaget är ca 17 - 25 % mindre för plattornamed kubiserat material jämfört med okubiserat.

Stenstorleken påverkar avnötningen och HABSZO erhåller fortfarande den lägsta avnötningenföljt av HABS 16 och HABS8. Det finns en tendens till att slitaget för HABS8 accelererarnågot jämfört med de högkvalitativa HABSlÖ och HABT16 med porfyr.

Det föreligger också en klar skillnad mellan HABT16 och HABS 16 när ett lokalt material somSkärlundagranit används. Slitaget reduceras med ca 16 %.

I bilaga 2 redovisas provplattomas placering i hjulspåret i förhållande till den uppmättaavnötningsprofilen för hela körbanan.

SPS-tal

Med utgångspunkt från tidigare redovisade trafrkdata och avnötningsmätningar harprovbeläggningamas SPS -tal beräknats. Eftersom försökens uppläggning i första hand byggerpå en jämförande studie mellan plattorna inom varje objekt samt i förhållande tillreferensplattan har trafikdatamätningama begränsats. Det medför att SPS-talen måste uppfattassom ungefärliga och inte absoluta värden på slitaget. SPS-talet påverkas också av hastigheten.Eftersom SPS-talet ofta efterfrågas har dock en beräkning gjorts utifrån det material som finns.De redovisade SPS-talen bör således tolkas och användas med viss försiktighet. Resultaten

redovisas i följ ande tabeller:

VTI 10Torbjörn Jacobson

1989 års plattor:

Tabell 5. Beräknat SPS-tal på plattorna vid Upplands-Väsvy.

Väsby Väsby Väsby

Beläggningstyp - Porfyr- 1989/90 1990/91 1991 /92

sten Mdv. Mdv. Mdv.

HABT20 Porfyr >4mm 4-20 18 18 16

HABT20 Porfyr >8mm 8-20 20 20 18

Viacotop 885 8-16 1 1 10 10

Viacotop 8180 8-16 10 9 8

HABS16 Bitulastic 8-16 12 7 9

HABS16 Nelastic 8-16 10 8 8

HABS16 Caribit 8-16 1 1 12 1 1

Bef. beläggning .7 17 14 15

HABT16 4-16 19 19

HABT12+BCS 12-16 8-16 13 16

Stabinor 12 8-16 12 12

Stabinor 16 8-12 14 13

Rubit 16 8-16 11 11

GJAP12+BCS12-16 8-16 17 21

Bef. beläggning 8-16 16 16

Kommentarer:

Bortsett från plattorna med invältad BCS-sten är SPS-talen i stort sett oförändrade den tredjevintern jämfört med föregående år. Beläggningarna typ HABS erhåller SPS-tal mellan 8 - 13.För HABT-beläggningama varierar SPS-talet mellan 16 - 19. HABT12 med BCS-sten erhållerSPS på 16.

VTI 11

Torbjörn Jacobson

1990 års plattor:

Tabell 6. Beräknat SPS-tal på plattorna vid Salem och Häggvik.

Beläggningstyp 8itumen Stenmat 1990/91 1991 /92 1990/91 1991/92

Mdv. Mdv. Mdv. Mdv.

Häggvik Häggvik Salem Salem

HABT16 Referens 885 Porfyr 4-16 13 10 15 11

Stabinor 16 885 Adelöv kub. 4-16 10 10 11 12

Stabinor 16 885 Adelöv ej kub 4-16 15 13 16 16

HABS16 885 Bålsta kub. 4-16 17 17 14 15

HABS16 885 Bålsta ej kub 4-16 21 19 18 20

HABSZO 885 Porfyr 8-20 7 7 8 6

HABS16 Polybilt Porfyr 8-16 9 7 1 1 9

HA8$8 Polybilt Porfyr 4-8 10 1 1 8 10

HABS16 885 Granit,Skärlunda 18 19 15 18

HABT16 885 Granit,Skärlunda 23 22 20 21

8ef.beläggning 885 Porfyr 8 8 13 1 1

Kommentarer:

I en del fall erhålls något lägre SPS-tal det andra året. Det gäller framförallt HABS16 och 20

samt HABT16 innehållande porfyr från Alvdalen. I Övrigt är SPS-talet oförändrat eller någothögre det andra året.

HABS-beläggningama med porfyr från Älvdalen uppvisar SPS-tal på 6 - 11 medanmotsvarande HABT16 (referensen) erhåller SPS på 10 - 11. När ortens material ingår (Bålsta

och Skärlunda) är SPS-talen 15 - 19 för HABSlö. Porfyr från Adelöv hamnar mellan 10 - 12för kubiserat material. HABT16 med Skärlundagranit ger SPS på 18 - 19.

Plattorna innehållande bindemedlet Polybilt erhåller SPS-tal av samma storleksordning som

motsvarande HABS-plattoma vid Upplands-Väsby som också innehåller polymennodiñeradebindemedel.

Plattorna vid Häggvik uppvisar ungefär liknande SPS-tal som plattorna vid Salem. Den tidigarekonstaterade skillnaden i SPS-tal mellan de två objekten (vintem 1991/92) berodde på osäkra

uppgifter om antalet personbilar som trafikerade plattorna. En förnyad differentierad mätningav trañkmängd, körhastighet och fördelning av personbilar mellan körfälten gjordes därför avVTI under den gångna vintem vid Upplands-Väsby, Salem och Häggvik.

AvnötnmgsprofulUpplandsVäsby

1991/92

Slut

age(mm)

1.0-

prOVp1att0r

I

0.0

-Lo-

-2.0

-

-3.0

'*

-40-

-5.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

profi1en.P1attans 1äge i förhå11ande ti11 den uppmätta avnötnings-

Prof

lllä

ngd

(m)

Bi1aga 1

Avnö

tnin

gspr

ofll

Häggvuk

1991/92

Siit

age(mm)

1.0-

MAMA.

AnI

IprOVp1att0r

0.0

-Lo-

-3.0

- vvuwv

ll

avnötningsprofi1en.P1attans 1äge i förhå11ande ti11 den uppmätta

Prof

lllä

ngd

(

7I

II

II

'i

II

U1

II

II

II

II

1m)

Bi1aga 21(2)

Avnö

tnin

gspr

oful

Salem1991/92

Shtage(mm)

1.0-

prOVp1att0r

ODLn

__vu

.w$.

{{

mF..

g..,

avnötningsprofi1en.P1attans 1äge i förhå11ande ti11 den uppmätta

4.04

-2.0

-

-3.0

"

-40-

_5.0

ii

II

II

II

II

I

Prof

lllä

ngd

(m)

11

II

iI

IT

II

Bi1aga 22(2)