Nomenklatur for mer detaljert inndeling: S=høy slitestyrke, s=liten slitestyrke, ss=middels slitestyrke, P=høy PSV, p lav PSV, pp=middels PSV

Transkript

1 1 NTNU /IvH Rev /EV Rev /EV SIV STEINKVALITET OG SPORUTVIKLING I VEGDEKKER - Ringbaneforsøk 1. Problembeskrivelse og målsetting I den reviderte handbok 018 Vegbygging er tidligere krav til Sa-verdi som slitasjeparameter for steintilslag i vegdekker erstattet av Mølleverdi. Det er nødvendig med en nærmere evaluering av de nye kravene til mølleverdier som er fastlagt her. Målsettingen med dette forskingsprosjektet er å gi økt kunnskap om steintilslagets bidrag til sentrale funksjonsegenskaper av asfaltdekker som sporutvikling og friksjon, og på dette grunnlaget evaluere og eventuelt revidere dagens krav til steinmaterialer. 2. Prosjektbeskrivelse Prosjektet SIV Spor i veg- består av følgende 4 delprosjekt: P1. Sammenstilling av eksisterende data for steinkvalitet P2. Laboratoriemetoder, vurdering av kulemøllemetoden P3. Feltforsøk P3.1 Innsamling av grunnlagsdata P3.2 Etablering av nye forsøksstrekninger og oppfølging P4 Ringbaneforsøk P4.1 Prøvetillaging P4.2 Slitasjeforsøk i ringbane P5 Tilpasning av slitasjemodell P6. Materialkrav 3. Valg av bergarter og resepter for ringbaneforsøk, delprosjekt P4 Det er ønske om å teste bergarter som representerer ulike kombinasjoner av slitestyrke og poleringsegenskaper med følgende kombinasjoner: A B C D Høy slitestyrke Høy slitestyrke Lav slitestyrke Lav slitestyrke Høy PSV Lav PSV Høy PSV Lav PSV

2 2 Nomenklatur for mer detaljert inndeling: S=høy slitestyrke, s=liten slitestyrke, ss=middels slitestyrke, P=høy PSV, p lav PSV, pp=middels PSV Dette gir følgende sammenheng mellom hovedgrupperingene A=SP, B=Sp, C=sP, D=sp I tillegg kan en dele inn mer detaljert etter systemet med bruk av S/s og P/p. Dette som støtte under planlegging av forsøksopplegget. Valg av bergarter og resepter Mølleverdien benyttes for utvalg av bergart med høy/lav slitestyrke. (Forslag til bergarter: A-Tau pv/mylonitt (Mv: , PSV: 55-57), B-Hadeland pv/porfyr (Mv: , PSV:43-49), C-Bremanger Quarry/devons sandstein (Mv: 12.9, PSV: 60), D-Hedrum pv/larvikitt (Mv: , PSV: 47-48)) Ved et slikt opplegg trengs 8 plater (2 paralleller), se tabell 2; bergarter med utheva skrift i kursiv. De resterende 20 platene (10 ulike forsøksbetingelser ved bruk av 2 paralleller) kan benyttes for andre asfalttekniske undersøkelser, forslagsvis å verifisere betydningen av Maksimal steinstørrelse (8 mm kontra 11 mm) Dekketype Ab kontra Ska Steinkvalitet i finfraksjonen 0-4mm I tabell 1 har vi i utvelgelsen supplert med flere varianter av bergarter for å få et noe med robust opplegg, i alt 8 forekomster som representerer 6 bergarter er inkludert. Med 2 paralleller pr tilslagstype, båndlegger dette 16 plater. De gjenværende 12 platene gjenstår da til å teste innflytelsen av andre variable enn bergart /steinkvalitet. 3 bergarter / forekomster er definert som referanse Ref 0: Porfyr fra Älvdalen i Sverige. Representerer den mest slitesterke svenske bergarten og gir kopling til forsøksseriene i Sverige Ref 1: Porfyr fra Hadeland Pukkverk, Feiring Bruk. Representerer den mest slitesterke norske bergartsvarianten Ref 2: Hornfels fra Lierskogen, NCC Roads. Representerer en rimelig slitesterk bergart som er mye benytta i Oslo / Akershus / Buskerud / Vestfold. Karakteristika for tilslagsmaterialene som er planlagt brukt i P4 Ringbaneforsøk er vist i tabell 1

3 3 Tabell 1: Bergarter som er utvalgt til feltforsøkene sammen med en del andre aktuelle bergarter / forekomster Bergart navn Forekomst LA Mv PSV Forsøk s-felt Prior. for ringbane, R *Mylonitt Ottersbo N Mylonitt Tau R A1 *Gabbro Veset * Porfyr Älvdalen, N (SP)-sur ST R-B1 (Sp)-sur Ref berg 0 Dalarne, Sverige *Kvartsitt Kråkmo ,3 50 ST *Gabbro Vassfjell 14,6 9,6 49 ST *Jaspis *Porfyr 3) Ref berg 1 Løkken Stryken, Hadeland, /13.9/ /3.6/ /45/ *Gabbro Kjølaberget H *Sandstein 2s) Hanekleiva, V (NCC Asfalt) *Hornfels 1) 2d) Ref berg 2 Lierskogen (NCC Asfalt) *Larvikitt Hedrum /Monzonitt Basalt 1) Huken 50 Anortositt Gudvangen stein Basalt Steinskogen 7 55? ST (forts.) V/ST/H V R-D1 (sp)-basisk R-B2 (Sp)-sur R-B3 (Spp)-sur Gj.snitt fra brudd R-D2 (sp)-sur V R D3 (sp)-sur Drammensgranitt Koppervikdalen / Follestad? Bremanger Sandstein 12,9 60 R C1 (sp)-sur OPP- SUMMERING 6 bergartar, 8 forekomstar: 8x2=16plater 1SP, 1Sp, 2Sp, 3sp, 1sP 1A, 3B, 1C, 3D * = Inngår i SIV-prosjektets feltforsøk (Mv spennvidde: 4 14, PSV spennvidde: 46-57) 1) = Er også representert i friksjonsprosjektet SVV Akershus 2d,s) = Er benytta i hhv. slitedekke (d) og skulder (s) på E18 (SIV feltforsøk Vestfold) 3) = Er også med i PROKAS Tall med små skrift i kursiv er tatt fra NGU s database En ønsker også å kvalitetssikre data fra utvalgte dekker som er lagt i feltforsøkene gjennom kontrollerte og like forsøksbetingelser som en oppnår i ringbanen. Dette er det forsøkt tatt høyde for i opplegget som er skissert i kapittel 3.

4 4 3. Opplegg for ringbaneforsøk Det foreslås å utføre ringbaneforsøk for å teste sporutvikling ved piggdekkslitasje og eventuelt deformasjon. To ulike dekketyper, Ska og Ab med ulik maksimal steinstørrelse skal testes. Bergarter fra ulike forekomster som spenner over et bredt spekter av slitestyrke (Mv) og med ulik tendens til poleringsegenskaper skal testes. De fleste av disse bergartene er også representert i referansestrekninger lagt i felt, kfr delprosjekt P3.4 Utvalg av bergarter og forekomster er gjennomgått i kap 2. Med dette som utgangspunkt er de ulike reseptvariantene systematisert i tabell 2. Tabell 2: System for ringbaneforsøk med prøver blanda i lab: Bergartsvarianter A-B-C-D Bergart Dekketype Ab - Ska Maks stein 8-11 mm Ab Ska Svakt tilslag i 0-4 mm Sterkt tilslag i 0-4 mm A1 Mylonitt Ab 11 (100% A1) 2 A1 Ska 16 ja 2 B1 (ref 0) Porfyr Ä Ab 11 (100% B1) 2 B1 Ab 11 ja 2 B1 ABS 16 (100% B1) 2 B2 (ref 1) Porfyr H Ska 11 (100% B2) 2 B2 Ab 11 (100% B2) 2 B2 Ab 8 (100% B2) 2 B3 Sandst H Ab 11 best i (100% B3) 2 bruddet C1 Sandst B Ab 11 (100% C1) 2 D1 Gabbro Ab 11 (100% D1) 2 D2 (ref 2) Hornfels Ab 11 (100% D2) 2 D2 Ab 11 ja 2 D3 SUM Monzonitt Ab 11 (100% A1) 2 2 A, 7 B 1 C, 4 D Antall plater (2 II pr variant) 28 (14 resepter) Dette innebærer 14 ulike resepter, hovedsakelig av Ab 11 med ulike bergarter og steinkvaliteter. I tillegg er to resepter av Ska og en svensk resept(abs) med. Bindemiddelet som skal benyttes er 70/100 Laguna. Plan for reseptenes plassering i ringbanen er vist i tabell 3.

5 5 Tab 3: Plan for ringbaneforsøk Plate nr Dekketype Tilslags Variant ABCD Bergart Mølleverdi Forekomst Merknad 1a Ab 11 A1 Mylonitt 100% 5 Tau 2a Ska 16 A1 Mylonitt 70% 5 Tau 3a Ab 11 B1 Porfyr 100% 5 Älvdalen, Dalarne, S Ref.bergart 0 4a Ab 11 B1 Porfyr 70% 5 Älvdalen, Dalarne, S Ref.bergart 0 5a ABS 16 B1 Porfyr 100% 5 Älvdalen, Dalarne, S Ref.bergart 0 6a Ska 11 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, 7a Ab 11 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, 8a Ab 8 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, 9a Ab 11 B3 Sandstein 4 Hanekleiva, (NCC Hanekl 100% (7)? Asfalt) Ref.bergart 1 Ref.bergart 1 Ref.bergart 1 11a Ab 11 D2 Hornfels 100% 4 Lierskogen (NCC Asfalt) 12a Ab 11 D2 Hornfels 70% 4 Lierskogen (NCC Asfalt) 10a Ab11 D1 Gabbro 100% 10 Vassfjell 13a Ab 11 C1 Sandstein 13 Bremanger Brem. 100% 13b Ab 11 C1 Sandstein 13 Bremanger Brem. 100% 14a Ab 11 D3 Mozonitt 100% 17 Hedrum 14b Ab 11 D3 Mozonitt 100% 17 Hedrum 10b Ab11 D1 Gabbro 100% 10 Vassfjell 12b Ab 11 D2 Hornfels 70% 4 Lierskogen (NCC Asfalt) 11b Ab 11 D2 Hornfels 100% 4 Lierskogen (NCC Asfalt) 9b Ab 11 B3 Sandstein Hanekl 100% 4 (7)? Hanekleiva, (NCC Asfalt) 8b Ab 8 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, Ref.bergart 1 7b Ab 11 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, Ref.bergart 1 6b Ska 11 B2 Porfyr 3) 100% 4 Stryken, Hadeland, Ref.bergart 1 5b ABS 16 B1 Porfyr 100% 5 Älvdalen, Dalarne, Ref.bergart 0 Sverige 4b Ab 11 B1 Porfyr 70% 5 Älvdalen, Dalarne, S Ref.bergart 0 3b Ab 11 B1 Porfyr 100% 5 Älvdalen, Dalarne, S Ref.bergart 0 2b Ska 16 A1 Mylonitt 70% 5 Tau 1b Ab 11 A1 Mylonitt 100% 5 Tau For porfyr må diamin tilsettes. Type og mengde amin skal fastsettes på basis av vedheftforsøk.

6 6 Ringbaneforsøket er planlagt utført ved VTI. Forsøksbetingelser : - testtemperatur: +5 C - hjulhastighet: 60 km/t - hjullast: 450 kg Sporslitasje måles som spordybde på 3 profiler pr plate etter et bestemt antall passeringer, hyppigere i starten av forsøket opp til maksimal belastning på Prøveplatene skal tas vare på for senere å kunne utføre wheel-trackforsøk og eventuelt deformasjonsforsøk med Nottingham Asphalt Tester, NAT.