Aksellast, bæreevne, tele/frostproblematikk

Transkript

1 Aksellast, bæreevne, tele/frostproblematikk Høgskolen i Ålesund 5. September 2011 Geir Berntsen Statens vegvesen Region øst 1

2 Aksellast Størrelse angitt i lover og regler Mengde varierer ut fra sted, tid, behov. Trafikkbelastning = f(størrelse, mengde) Bæreevne Lagtykkelser Materialvalg/-kvalitet Grunnforhold Dreneringsforhold Veggeometri Klima Ønsket bæreevnen bestemmes ved dimensjonering 2

3 Overbygningen påvirkes av.. trafikken men også En vegoverbygning. - er vanligvis dimensjonert for å holde i 20 år - en forsterkning vil forlenge levetiden med minst 20 år til -vegoverbygningens dim.- periode er noe helt annet enn dekkets levetid! - Dekkets levetid er typisk år avhengig av trafikkbelastning (ikke minst overlast!) og dekketype 3

4 Vegoverbygningens dimensjoneringsmessige levetid hvis den samme lasten er transportert på 8 t aksel 10 t aksel 12 t aksel 16 t aksel 25 år 10 år 5 år 1.5 år Tunge hjullaster medfører nedbrytning! 4

5 Relativ ned- brytning som funksjon av aksellast Aksellast: 1 t 8 t 10 t 12 t 14 t Relativ nedbrytning: 0,0001 0,41 1,0 2,07 3,84 5

6 Ekvivalente aksellaster 4. potens regelen 6t 12t 2t 2t 7t 5t 10t 6t 0,13 + 2,0 + 0,002+0, ,25 + 0,06 + 1,0 + 0,13 = Alle veger dimensjoneres for å tåle et visst antall ekvivalente standard aksler i løpet av en 20 års periode Trafikkbelastning Trafikkbelastningen regnes om til 10 tonn ekvivalente aksellaster. Dvs. antallet 10 tonn aksellaster som gir tilsvarende nedbrytning som faktisk trafikk. Parameter Hovedveg Samleveg Adkomstveg Andel tunge kjøretøy (%) Dimensjoneringsperiode (år) Trafikkvekst (%) Aksellast (tonn) Typiske verdier for inngangsparametere til figur

7 Ekv. aksellast for hver aksellastgruppe 4. potens-regelen: E = (P/10) 4 Aksellast (tonn) Ekvivalensfaktor Aksellastfordeling for en 8 tonns veg (%) Aksellastfordeling for en 10 tonns veg (%) E= 0,207 ved tillatt aksellast 8 tonn E= 0,301 ved tillatt aksellast 9 tonn E= 0,424 ved tillatt aksellast 10 tonn Relativ nedbrytning som funksjon av vegens bæreevne DÅRLIG KVALITET MEDFØRER DÅRLIG BÆREEVNE OG ØKT NEDBRYTNING! 7

8 Variasjon av bæreevnen over året Vertikalt tilleggs- spenning i en vegkonstruksjon under ei hjullast 8

9 Aksellast / lufttrykk Tillatt lufttrykk 10 Tillatt lufttrykk (bar) År 9

10 3 Relativ nedbrytning mht. utmatting 2,5 2 1,5 1 0,5 3 cm "stivt" dekke 15 cm dekke 0 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 Dekktrykk (MPa) Hvordan påvirker klimaet nedbrytningen av veger? Fryse/tine-skader 10

11 Klimafaktorer som medfører nedbrytning av veger reduksjon av bæreevnen som følge av tining, snøsmelting og nedbør (vann i vegkroppen) høy temp. i asfalt - stabilitetsproblem telehiv ujevnheter telesprekker kontraksjonssprekker asfalten oksiderer og blir stivere, og red. asfaltens egenskaper (oppsprekking og steinslipp) Frostsikring av veger 11

12 Frostsikring Frostsikring utføres for å redusere virkningen av telehiving. Dimensjonering utført etter HB018 skal sikre bæreevnen knyttet til virkning av frysing og tining er tilstrekkelig. Frysing 12

13 Is-linse Is-linse Tre forutsetninger for fryse- /teleproblem frost telefarlige jordarter vann 13

14 Telefarlig jordart Hvilke problemer medfører tele i vegsammenheng? Ved frysing: telehiv ujevnheter både langs etter og på tvers av vegen telesprekker sprekker i asfaltdekket Ved tining: redusert bæreevne og økt nedbrytning redusert fremkommelighet på grusveger 14

15 Telehiv Ujevnheter 15

16 Tining - teleløsningen Teleløsning Bæreevnen for ubundne materialer er en funksjon av vanninnholdet. økt vanninnhold redusert bæreevne 16

17 Nedbrytningen av veger med fast dekke Fryse/tine-skader Teleløsning grusveger 17

18 Teleløsningsperioden Snø Smeltevann Regnvann Sprekker i dekket Snø Vannstrømning Tele (tilnærmet tett) Tinedybde Tinedybde fra undersiden Frostsikring ved nybygging Frostsikring av ny veg gitt i vegnormalen HB018 Basere seg på 4/8 prøveprofiler pr. km Utfordring: Kan likevel være vanskelig å finne steder som vil gi telehivsproblem Bæreevne i teleløsningsperioden bør ikke være problem på nybygde veger 18

19 Frostsikring av eksisterende veg Behov for frostsikring er enkelt å kartlegge Ofte kostbare tiltak påkrevd Problem med trafikkavvikling Bæreevnemessige problemer skyldes ofte fryse/tining Hovedproblemer - tiltak Ved frysing: telehiv telesprekker Ved tining: redusert bæreevne redusert fremkommelighet på grusveger (bør kun være et problem på eksisterende veger) fjerne (redusere) telehivet jevne ut overgangen mellom områder med ulike telehiv øke motstand mot oppsprekking (armering, masseutskifting...) øke tykkelsen av bæredyktige materialer gjøre telefarlige materialer mindre telefarlige/vannømfintlige ulike forsterkningstiltak som armering, drenering, kantforst... 19