Steinkvalitet og sporutvikling i vegdekker

Transkript

1 SBF5 A65 Åpen RAPPORT Steinkvalitet og sporutvikling i vegdekker Forsøksfelt på E 8 i Vestfold Ivar Horvli, Einar Værnes SINTEF Byggforsk AS Veg- og jernbaneteknikk Mai 6

2

3

4

5 INNHOLDSFORTEGNELSE Innledning...5 Formål...5 Forsøksfelt...5. Beskrivelse av forsøksfelt...5. Planer og forsøksopplegg...7. Arbeidsresepter...7. Mekaniske egenskaper for tilslagsmaterialet Trafikkdata....6 Temperatur, føreforhold og saltbruk... Feltmålinger.... Generelt.... Målemetoder..... Spormåling SINTEFs rettholtbjelke ALFRED..... Friksjonsmåling ROAR Friksjonspendel Håndholdt friksjonsutstyr...5. Måleresultater og beregninger Spordybde SINTEFs rettholtsbjelke ALFRED Sammenlikning av spordybder mellom ALFRED og SINTEFs måleutstyr Sammenlikning av sporslitasje med mølleverdier Sammenlikning med slitasjeverdier fra ringbaneforsøk..... Jevnhet..... Makrotekstur MPD målt med ALFRED Makrotekstur målt med Sandpatchmetoden Sammenlikning av MPD målt med ALFRED og sandpatchmetoden..... Friksjon ROAR Håndholdt måleutstyr, Wiggomat Feltmålinger med friksjonspendel; British pendulum Deformasjonsegenskaper målt med Wheeltrackutstyr og NAT Konklusjon... Referanser og annen relevant litteratur...

6 Bilag : Beliggenhet av forsøksstrekningene Bilag : Opplegg for forsøksfelt på E 8 i Vestfold Bilag : Etablering av grunnlagsdata og materialparametre Bilag : Program for feltmålinger Bilag 5: Grunnlag for spormåling / initialspor Bilag 6: Arbeidsresepter og kontrollresultat for prøvedekkene Bilag 7: Mekanisk styrke av tilslag Bilag 8: PSV-data for tilslagsmaterialer Bilag 9: Densitet av steintilslag Bilag : Resultater fra spormålinger med SINTEFs rettholt, tolket mot bolter. Bilag : Resultater fra målinger med SINTEFs rettholt, faste endepunkter. Bilag : Gjennomsnittsprofiler for hvert forsøksfelt og måledato målt med ALFRED. Bilag : Beregning av høyde på ryggen mellom høyre og venstre hjulspor ut fra SINTEFs måleutstyr. Bilag : Midlere profildybde MPD. Bilag 5: Resultat fra Wiggomatmålinger. Bilag 6: Kontroll av masseprøver som beregningsgrunnlag for Wheeltrack-plater Bilag 7: Resultat fra Wheel-track forsøk

7 FORORD Sommeren ble det etablert 7 forsøksfelt på E 8, Hp og 5 nord i Vestfold fylke for måling av sporutvikling på vegdekker med ulike steintilslag. Disse forsøksfeltene inngår i et større forskningsprosjekt, Steinkvalitet og sporutvikling i vegdekker, SIV. Prosjektet er organisert under Steinmaterialkomiteen i Statens vegvesen og er et samarbeidsprosjekt mellom Statens vegvesen, NTNU, NGU, PGL, NCC Roads AS, KOLO Veidekke AS, Feiring Bruk AS og Franzefoss Bruk AS. SINTEF i samarbeid med NTNU har hatt et hovedansvar for feltforsøkene og sluttrapportering. Prosjektet har som hovedmålsetning å evaluere krav til steinmaterialer for dekketilslag gitt i Statens vegvesens håndbok 8 Vegbygging og Kontraktbestemmelser for asfaltdekker i Statens vegvesen og består av følgende delprosjekt: P: Sammenstilling av eksisterende data P: Laboratoriemetoder P: Feltforsøk P: Ringbaneforsøk P5: Krav til steinmateriale P6: Tilpasning av slitasjemodell P7: Sluttrapport SINTEF etablerte egne slitasjeprofiler som ble fulgt opp med årlige målinger både vår og høst i perioden -. Laboratorieanalysene på steintilslagene som inngår, er utført ved SINTEF (LA, Mv, Abr) og NGU (PSV). Statens vegvesen har utført målinger av spor, jevnhets og tekstur med ALFRED og friksjonsmålinger med ROAR i perioden -5. SINTEF/NTNU har sammenstilt og analysert alle disse dataene. NGU har sammenstilt og analysert data fra friksjonsmåling med British Pendulum, PVS og Wiggomat Ivar Horvli (sekretær for SIV)

8

9 5 Innledning Høsten ble det etablert en forsøksstrekning med 7 forsøksfelt på E8 i Vestfold for vurdering av ulike steintilslag i asfaltdekker. Forsøksstrekningen ble lagt i tilknytning til den største kontrakten med modifisert bindemiddel i Norge hittil. Massetypen som ble valgt var A6. En var her spesielt interessert i å finne betydningen av polymermodifisering for sporutviklingen. Rapporten inkluderer derfor også resultater fra Wheeltrackforsøk som entrepenøren NCC Roads har utført for å dokumentere massens deformasjonsegenskaper. På forsøksfeltene i Vestfold er det benyttet fire ulike typer steintilslag: hornfels, porfyr, sandstein og larvikitt i to typer asfaltdekker: Ab 6 og Ska 6. Laboratorieanalyser på steintilslagene er utført ved SINTEF/NTNU og NGU. NCC Roads har vært ansvarlig for produksjon og utlegging av dekkene. Statens vegvesen har utført friksjonsmålinger med ROAR og dekketilstandsmålinger med ALFRED på strekningene. SINTEF Veg og jernbaneteknikk etablert egne slitasjeprofil med nedmonterte messingbolter på feltene, og har gjennomført målinger på disse. SINTEF og NTNU har bearbeidet data fra friksjonsmålinger og spormålinger som er utført både med SINTEFbjelken og vegvesenets spormåleutstyr ALFRED. Formål Prosjektet SIV, der disse forsøkstrekningene inngår, har som hovedmålsetting å evaluere krav til steinmateriale for dekketilslag gjennom å studere hvordan ulike steintilslag og dekkesammensetninger påvirker sporutvikling og friksjonsegenskaper. Spesielt er en ute etter å finne sammenhenger mellom mølleverdi i laboratoriet og slitasje i felt for å evaluere de reviderte krav til mølleverdi i håndbok 8 Vegbygging. Med en økende andel av piggfrie vinterdekk blir poleringsegenskapene til vegdekker viktigere, og en har derfor også sett på sammenhengen mellom friksjon i felt og polering (PSV) fra laboratorieundersøkelser. En har videre vurdert stabilitetsegenskapene ved registrert sporutvikling i sommersesongen i tillegg til stabilitetsanalyser av massen i laboratorieskala gjennom Wheel-trackforsøk og NAT. Dette vil være grunnlagsdata for å utføre optimale valg av steinmaterialer i høytrafikkerte vegdekker. Forsøksfelt. Beskrivelse av forsøksfelt Strekningene ligger på hovedparsell fire og fem på E 8 Nord i Vestfold, se bilag. Asfaltdekkene ble lagt ut den. september.

10 6 Det er etablert seks forsøksfelt som er plassert etter hverandre som vist i figur. Felt til representerer samme resept (Ab med modifisert bindemiddel), men med steintilslag med ulik kvalitet. En ønsker her å undersøke effekten av steinkvalitet med hensyn på sporutvikling (hovedsaklig slitasje) og friksjon. Felt har samme resept som standard på E 8 (Ab med polymermodifisert bindemiddel), men med et annet steintilslag som også er benyttet som referansetilslag i feltforsøkene i Nordland, Hedmark og Sør-Trøndelag. På felt 5 og 6 er det lagt Ska, og en ønsker med disse feltene å knytte forbindelsen mellom forsøksfeltene i Vestfold og Sør- Trøndelag ved at Ska-resepten fra Sør- Trøndelag her er benyttet som forsøksfelt på E 8 i Vestfold. Felt 6 representerer samme resept som feltene i Sør-Trøndelag og med referansetilslaget fra Feiring Bruk, Hadeland pukkverk. Dette feltet er derfor direkte sammenlignbart med tilsvarende resept i Sør-Trøndelag, felt 6. og 6. på E6 Klett. Intensjonen er å kunne sammenligne samme resept i to ulike klimasoner. Trafikkmengden er omtrent lik, men piggdekkandelen på E 8 i Vestfold er lavere enn på E 6 i Sør-Trøndelag. I felt 5 på E8 er steintilslaget skifta ut med hornfels fra Lierskogen som også er benyttet på hovedkontrakten på E 8, og som her er representert i felt. Felt 7 har en standard resept lik hovedresepten på E 8, men uten polymermodifisering. En håper her å kunne dokumentere effekten av polymer i bindemiddelet med hensyn på stabilitet og sporutvikling direkte ved feltmålingene. Figur Forsøksfeltenes beliggenhet på strekningen.

11 . Planer og forsøksopplegg Opplegget for målingene er vist i bilag. Plan for etablering av grunnlagsdata og materialparametre er vist i bilag. Bilag viser planlagt program for feltmålinger, mens grunnlag for spormåling / initialspor er vist i bilag 5.. Arbeidsresepter Arbeidsreseptene for feltene er vist i tabell. 7 Tabell Arbeidsresepter for de ulike feltene Felt nr Massetype Sammensetning Ab6 m/polymer Hovedbergart Hornfels Hornfels Lierskogen 78 % /6 mm Grus Lyngås 5 % /9 mm Filler Miljøkalk DA 7 % Bindemiddel Pmb 6 5, % Wetfix I, % av bindemiddelmengden Ab6 m/polymer Ab6 m/polymer Ab6 m/polymer Ska Fib 6 Ska Fib 6 Ab6 Uten polymer Hovedbergart Larvikitt Larvikitt Hedrum 78 % /6 mm Grus Lyngås 5 % /9 mm Filler Miljøkalk DA 7 % Bindemiddel Pmb 6 5,5 % Wetfix I, % av bindemiddelmengden Hovedbergart Sandstein Sandstein Hanekleiva 78 % /6 mm Grus Lyngås 5 % /9 mm Filler Miljøkalk DA 7 % Bindemiddel Pmb 6 5,5 % Wetfix I, % av bindemiddelmengden Hovedbergart Porfyr Porfyr Hadeland 77 % /6 mm Grus Lyngås 5 % /9 mm Filler Miljøkalk DA 8 % Bindemiddel Pmb 6 5,7% Wetfix I,% av bindemiddelmengden Hovedbergart Hornfels Hornfels Lierskogen 8% /6 mm Grus Lyngås % /9 mm Filler Miljøkalk DA 8 % Bindemiddel B85 (7/) 5,9% Wetfix I,% av bindemiddelmengden Fiber,% av steintilslaget Hovedbergart Porfyr Porfyr Hadeland 8 % /6 mm Grus Lyngås % /9 mm Filler Miljøkalk DA 9 % Bindemiddel B85 6, % Wetfix I,% av bindemiddelmengden Fiber, % av steintilslaget Hovedbergart Hornfels Hornfels Lierskogen 78 % /6 mm Grus Lyngås 5 % /9 mm Filler Miljøkalk DA 7 % Bindemiddel B85 (7/)5,% Wetfix I, % av bindemiddelmengden

12 I tabell er det vist en oversikt over krav og verdier i feltprøver for masse på trekksikt og bindemiddelinnhold. Flere detaljer for felt til 6 finnes i bilag 6. De verdier som er beregnet er middelverdier og standardavvik, tre parallelle prøver ligger til grunn for bestemmelse av verdiene. Tabell Oversikt over feltprøver sammenlignet med reseptdata. Felt Masse- Trekksikt Bindem.innhold Hulrom nr type Krav Middel St.avvik Krav Middel St.avvik Krav Middel St.avvik Ab 6 poly - 5,-5,8,-5, Ab 6 poly - 5,,7 5,-5,9 5,5,6,-5, Ab 6 poly -,,5 5,-5,9 5,6,7,-5, Ab 6 poly - 8,5, 5,-6, 5,7,,-5, 5 Ska Fib 6 -,,8 5,5-6, 5,6,5,-5, 6 Ska Fib 6 5-5,,5 5,9-6,7 6,,5,-5, 7 Ab 6 -,9-5,7,-5, Tabell viser at det er noen variasjoner når det gjelder middelverdiene for trekksikt. Betrakter vi verdien for standardavvik, ser vi også at enkelte prøver vil ligge utenfor grenseverdiene. Dette gjelder spesielt Ab6-massen i felt. Når det gjelder innholdet av bindemiddel så viser middelverdiene at en i hovedsak ligger omtrent midt mellom grensekravene, med unntak av SkaFib6-massen i felt 5 hvor man ligger noe lavt i bindemiddelinnhold. Verdiene for standardavvik viser også at de fleste prøver tilfredsstiller grensekravene, med unntak av den nevnte masse i felt 5. Det må også presiseres at det bare er tre parallelle prøver som ligger til grunn for beregning av middelverdi og standardavvik. 8. Mekaniske egenskaper for tilslagsmaterialet De mekaniske egenskapene for tilslagsmaterialet er vist i tabell. Grunnlagsdata finnes i bilag 7 til 9. I figur og er mølleverdien grafisk framstilt mot henholdsvis LA-verdi og Sa-verdi. Tabell Oversikt over bergartene / tilslaget i asfaltreseptene Bergart Fore- Komst Flakindeks FI Los Angeles LA Sprøhet S Slitasjeverdi Sa Mølleverdi Mv Poleringsv. PSV Kommentar Hornfels Lierskogen (NCC) 8/: 8,9 5,,9,9 9,5 5 Standard i NCC sin kontrakt Hornfels Lierskogen (NCC) 8,9 5,,9,9 9,5 m/ psb Phoenix alternativ modif. Hornfels Lierskogen (NCC) 8,9 5,,9,9 9,5 Uten pmb Sandstein Hanekleiva 8/:,, 8,,8 7, 5 Larvikitt Hedrum (NCC) 8/: 6,8 /6:5,,5 55,7, 7, 7 Representerer svak bergart Porfyr Stryken, Hadeland, (Feiring bruk) 8/: 8,9 /6: 7,,, 6 Referanse for felt i flere fylker (Hedmark og Sør- Tr.lag)

13 9 Vestfold Mølleverdi ,,5,, 7,, 9,5 5, Hadeland Hanekleiva Hedrum Lierskogen 6 8 LA-verdi Mølleverdi Vestfold LA-verdi Vestfold Figur Resultat fra laboratorieundersøkelser, Mølleverdi og Los Angeles Vestfold Mølleverdi , 7,,8 7,, 9,5,9 Hadeland Hanekleiva Hedrum Lierskogen 5 Sa-verdi Mølleverdi Vestfold Sa-verdi Vestfold Figur Resultat fra laboratorieundersøkelser, Mølleverdi og Sa-verdi

14 .5 Trafikkdata Forsøksfeltene på E 8 ligger på et nytt anlegg som ble åpnet høsten. ÅDT og ÅDT-T er vist i tabell. Vi har ingen registreringer for piggdekkandeler, men etter at det ble innført restriksjoner og avgift på bruk av piggdekk i Oslo har piggdekkandelen gått betydelig ned også på E8, som har mye pendlertrafikk til Oslo. I tillegg her selvsagt utviklingen av gode piggfri dekk i kombinasjon med strategi bar veg på hovedvegnettet også påvirket utviklingen i retning mot økt bruk av piggfri dekk. Tabell Trafikkmengder på E 8 År ÅDT Andel pigg på lette [%] ÅDT-T Andel pigg på tunge [%] Målepunkt [%] 656 Ikke registrert. Ikke registrert Tellepunkt 76 Nygård 88 Ikke registrert. Ikke registrert Tellepunkt 76 Nygård 55 Ikke registrert. Ikke registrert Tellepunkt 76 Nygård 575 Ikke registrert.5 Ikke registrert Tellepunkt 76 Nygård Varigheten på piggdekksesongen kan variere fra år til år. Det er et krav om at piggdekkene ikke skal settes på før. november dersom værforholdene ikke tilsier noe annet. Videre skal de tas av senest første søndag etter påske. Det betyr at piggdekksesongens lengde vil variere en del fra år til år. Tabell 5 viser den teoretiske lengden av piggdekksesongen fra / til /5 som omfatter måleperioden i SIV. Tabell 5 Antall dager i piggdekksesongen i vintersesongene / - / 5 År / / / /5 Teoretisk antall dager i piggdekksesongen Temperatur, føreforhold og saltbruk I og med at vi har en felles referanse med Ska 6 med steintilslag fra Hadeland (forsøksfelt i Vestfold, Hedmark og Sør-Trøndelag), burde det være mulig å finne effekter av ulikt klima og føreforhold. Registrering av føreforhold vil ha avgjørende betydning både for vurdering av steinstyrkens betydning lokalt (i Vestfold) og for sammenlikning mellom resultatene fra de ulike fylkene Det er ikke foretatt registrering av føreforhold og saltbruk på denne vegstrekningen.

15 Feltmålinger. Generelt Følgende typer feltmålinger inngår i undersøkelsen: - spormåling med SINTEFs rettholt - spormåling med ALFRED - friksjonsmåling med ROAR - friksjonsmåling med minifriksjonsmåler (Wiggomat) fra Oslo Vei AS - friksjonsmåling med British Pendulum SINTEF og NGU. Målemetoder.. Spormåling Det måles spor etter to metoder; ved bruk av rettholt og ved bruk av ultralydutstyr. Ved ultralyd måles avstanden mellom dekkeoverflaten og en målebjelke montert på tvers foran på en målebil. Normalt måles det for hver kjørte meter langs vegen, og vanligvis foretas det måling midt i et kjørefelt, slik at toppen mellom sporene og sporene på hver side dekkes. Spordybde og sporareal regnes for hvert profil ut ifra en teoretisk horisontal linje som rir på toppen mellom sporene. Dersom denne toppen er utsatt for slitasje eller deformasjon, vil ikke den virkelige slitasjen måles, derimot vil korrekt spordybde registreres. Utstyret skiller heller ikke mellom slitasje og deformasjon, så dersom hjulsporene i tillegg til eventuell slitasje er utsatt for deformasjon i form av etterkompaktering eller setninger, registreres dette som ekstra stor slitasje. For å ha et utstyr som er uavhengig av eventuelle deformasjoner under dekket, har SINTEF utviklet en rettholt der en i utvalgte tverrprofiler måler profilet av dekkeoverflaten relativt til bolter som er nedfrest i dekket. Det beregnes da for hvert måletilfelle en teoretisk basislinje mellom toppen av de nedfreste boltene, og dekkeoverflaten beregnes relativt til basislinja. Det sier seg selv at den siste metoden er mer omstendelig både i installasjonsfasen og i målefasen. En kan derfor ikke ha så mange rettholtprofiler pr. forsøksfelt, det vanlige er fire-fem. Sammenligning av målinger med de to utstyrene viser at gjennomsnittlig sporareal målt med rettholt er en god del større enn for ultralydmålinger når det gjelder. års måling. Senere utvikling av midlere sporareal ( slitasje ) er derimot ganske lik for de to utstyrstypene.... SINTEFs rettholtbjelke SINTEFs rettholtbjelke består av et m langt H-profil med ei horisontalt løpende vogn som vist i figur. På vogna er det montert en lengdegiver (LVDT) og en vertikalt løpende sleide slik at lengdegiveren måler sleidens vertikale posisjon i forhold til vogna. Nederst på sleiden er det festet en målespiss. Måleverdien registreres automatisk på en portabel PC via en måleverdiomformer. Målenøyaktigheten for LVDTen er på minst, mm, altså mye bedre enn ruheten på dekket. Ved opprettelse av målefelt blir det for hvert felt plukket ut faste posisjoner der tverrprofilet skal måles. På E 8 i Vestfold er det for alle feltene målt i fem tverrprofiler; ca. m inn på feltene målt med kilometreringen og deretter med 5 m mellomrom. Virkelig kilometrering for slitasjeprofilene er vist i figur. For å få med slitasjen mellom sporene, og for å unngå feilmålinger på grunn av deformasjoner under asfaltdekket, monteres det messingbolter nedsenket (ca. 5 cm) i dekkeprofilet. På asfaltdekker benyttes normalt tre bolter pr. kjørefelt og måling på begge sider av senterlinjen, men ved målingene på E 8 i Vestfold, der det bare er målt i ytre kjørefelt på -feltsveg, er det brukt fem bolter i kjørefeltet for å få med eventuelle setninger på den nybygde vegen.

16 Manøvreringshåndtak Måleverdiomformer Portabel PC m lang H-bjelke Manøvreringshåndtak Støttebein C L Horisontalt løpende vogn Lengdegiver (LVDT) Støttebein Vertikalt løpende sleide Målespiss Nedsenket messingbolt,5 m,5 m,5 m, m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,5 m,8 m,8 m,8 m Figur SINTEFs rettholtbjelke for måling av slitasjeprofil (avstandene mellom boltene er bare illustrative). Denne boltplasseringen er vist i figur 5. Plasseringen av boltene er avpasset vegbredden slik at avstandene ble som vist i tabell 6, regnet fra hvitstripa mot skuldra og sett i retningen for økende profilnummer. Før måling rengjøres hvert bolthull med trykkluft slik at toppen av messingbolten ligger fri. Målingene utføres for hver 5 cm i tverrprofilet. Ved hver måleserie måles bolthøydene sammen med overflateprofilet, og ei linje trukket gjennom toppen av boltene benyttes deretter som referanselinje for dekkeoverflatemålingene når spordybder og -arealer beregnes.,5 m Figur 5 Messingboltenes plassering i slitasjeprofilet (bolt nr er bolt ved høyre kantstripe sett med kilometreringen). Tabell 6 Boltenes plassering i cm fra høyre kantstripe sett i retning for økende profilnummer. Bolt nr 5 Alle felt 8 6

17 ... ALFRED ALFRED måler tverrprofilet ved hjelp av 7 ultralydsensorer montert med 5 cm innbyrdes avstand på to aluminiumsprofiler. Ultralydsensorenes målenøyaktighet er avhengig av overflatestrukturen på vegdekket, maksimal oppløsning er på ca, mm. Aluminiumsprofilene er montert ved siden av hverandre forskjøvet med en halv sensoravstand, slik at måleren dekker, m bredde med en sensoravstand på,5 cm som vist i figur 6. Utstyret kan da måle spordybden i ett hjulspor av gangen, eventuelt bunnen av begge hjulspor sammen med ryggen mellom dem. Det siste er det normale. ALFRED måler dermed overflateprofilet, og en eventuell slitasje utenfor sporet vil ikke registreres..75 m Ultralydsensor.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m.5 m. m Figur 6 Måling med ALFRED. Ved måling med ALFRED kan en ikke regne med å treffe de samme målepunktene som ved tidligere målinger, verken i lengde- eller tverr-retningen. Beregning av slitasjearealer må derfor foretas som gjennomsnittsverdier over en gitt distanse. Allerede på nylagt dekke vil ALFRED måle et visst initialspor på grunn av dekkets utgangsujevnhet på tvert. Denne tilsynelatende spordybden ligger linjer ikke nødvendigvis der sporet senere utvikler seg, dersom det ikke har oppstått klar etterkompaktering fra trafikken før målinga. ALFRED er i tillegg til ultralydsensorene for spormåling utstyrt med en laser som brukes til jevnhetsmåling. Denne enheten kan også benyttes til å måle dekkets makrotekstur (ruhet). Makroteksturen uttrykkes gjerne ved midlere profildybde (MPD). MPD beregnes over en distanse på mm. Først justeres profilet slik at ei lineær regresjonslinje ligger horisontalt. Denne linja er samtidig et midlere profil for strekningen. Så deles området i to like lange deler (5mm), for hver halvdel beregnes avstanden fra middelprofilet opp til høyeste topp. Middelverdien av disse to avstandene defineres som strekningens MPD. Dette er illustrert i figur 7.

18 Figur 7 Prinsippet for beregning av MPD //... Friksjonsmåling Dekkefriksjonen måles i prosjektet med både automatisert og håndholdt utstyr. For de automatiserte målingene er Statens vegvesens måleutstyr ROAR (ROad Analyzer and Recorder) benyttet. Det er også utført manuelle målinger med et håndholdt måleutstyr; Wiggomat (også kalt Veslefrik), som er utviklet av med Oslo Vei AS i samarbeid SINTEF. I tillegg har NGU utført målinger med den tradisjonelle British Pendulum.... ROAR ROAR er en liten tilhenger som slepes bak en bil. Utstyret gir et mål på hvor glatt dekket er ved å foreta bremseprøver med et lite, umønstret hjul på vegoverflaten, og måler bremsefriksjonskraften som vegoverflaten yter mot det bremsende hjulet. Hver bremseprøve varer fra,5 til, s og skjer med et nøyaktig styrt bremsepådrag i den tiden. Bremseprøven omfatter dermed en distanse som er avhengig av hastigheten det måles ved, den kan varieres fra km/t og opp til 9 km/t. Kjørehastigheten kan velges og justeres fortløpende etter forholdene på vegen og slik at den passer til trafikken på stedet. Kjørehastigheten bør likevel ikke ha store variasjoner på kort tid, og den bør holdes tilnærmet konstant mens målehjulet bremses for å få et best mulig resultat. Det forutsettes at vegbanetilstanden er den samme under hele bremseprøven, dvs. i cirka s. På tørt og bart dekke sprøytes en,5 mm tynn vannfilm ut framfor målehjulet for å etterligne kritiske barmarksforhold. Det kan foretas en ny måling hvert,5 s. Utstyret kan også utføre kontinuerlige målinger ved fastslippmålinger fra til 95 % ( når hjulet ruller fritt uten bremsing, % når hjulet er fastlåst pga bremsing). Slipphastigheten er altså den relative hastigheten i mellom hjulet og underlaget.... Friksjonspendel Friksjonspendelen, British Pendulum, er et standardisert utstyr for måling av friksjon, og som egentlig er utviklet for bruk under laboratorieforhold. Dette utstyret blir benyttet til å måle PSV, Polished Stone Value eller poleringsverdi. Med dette utstyret slippes en gummisleide montert på en målearm fra en fast vinkel og subber langs dekkeoverflaten. Bremsingen sleiden utsettes for under denne prosessen gjør at utsvinget på motsatt side av vertikalstillingen blir mindre enn på siden målearmen slippes fra, og denne differansen avleses på en skala og gir et mål på friksjonen mellom sleiden og underlaget.

19 Apparatet viser seg å være både operatør- og utstyrsavhengig, og gir ikke noe godt, objektivt mål på friksjonen. Brukt av én operatør for ett utstyr kan det imidlertid gi et bra relativt mål på friksjonssituasjonen under ulike forhold eller for ulike underlag. Som nevnt benyttes British Pendulum til å måle PSV, og det vil derfor være av interesse å se om en kan finne samme relative tendens av polering ved måling på veg der de ulike bergartene er benyttet som tilslag. Det er imidlertid vanskeligere å få konsistente måleverdier i felt, kanskje hovedsaklig pga mer ujevn overflate i felt enn ved laboratoriepreparerte prøver (enkelte steiner kan stikke litt lenger opp). Utstyret har dessuten en svært følsom innstillingsprosedyre Håndholdt friksjonsutstyr Friksjonsmåleren Wiggomat kan være godt egnet til å måle friksjon på kortere strekninger og mindre områder. Her skyves en gressklipperlignende innretning bortover dekket, og det foretas en automatisk nedbremsing av et målehjul der bremsekraften måles og friksjonskoeffisienten beregnes. En videreutvikling av dette utstyret forhandles nå under navnet TGO []. Foto av utstyret er vist i figur 8. Figur 8 Wiggomat (Lysbakken, ) Våre målinger er foretatt både på våt og tørr vegbane. Målinger med Wiggomat er foretatt samtidig med pendelmålinger med NGUs British pendulum.. Måleresultater og beregninger.. Spordybde... SINTEFs rettholtsbjelke Tverrprofilene ble målt med SINTEFs rettholtbjelke første gang 8. september, altså seks dager etter legging. Det ble videre målt 7. april og 7. oktober, 7.mai og.september samt 6.mai. Bilag viser detaljdata for målingene i hvert profil. Vi har korrigert noen få opplagte feilmålinger til verdier som passer inn i forventet profil. Ut fra måleprofilene ser vi at det er vanskelig å tolke profilene, i og med at det synes å være en systematisk høydeforskjell mellom en del av måleomgangene. Spesielt målingene våren og høsten synes å være forskjøvet nedover i forhold til de sener målingene. Initialmålingene synes å ligge en tanke høyt. Vi kan ikke se noen logisk årsak til denne høydeforskjellen mellom måleseriene og har derfor måttet innføre en alternativ beregningsmetode der vi i stedet antar at det er minimal slitasje på endene av måleprofilet (kantlinja og overgangen mellom kjørefelt og ). Vi tvinger alle

20 endepunkt til samme verdi og ser på endringene i profilet mellom endene. Vi kan da ikke kompensere for eventuelle deformasjoner i vegkroppen under asfaltdekket, men tror ikke det har noen praktisk betydning siden denne vegstrekningen er meget solid konstruert. Beregninger og uttegninger av profilene er vist i bilag. Vi ser at denne tolkingsmåten gi mer troverdige resultater enn den opprinnelige. Det er imidlertid noen profiler som skiller seg ut. En slik metode er dessverre veldig følsom for målenøyaktigheten i bjelkens endepunkter. Spesielt feltene med skjelettasfalt (felt 5 og 6) vil være sårbare for dette, da målesonden som benyttes har en så lav diameter at den lett kan gå ned i hullene mellom steinene i Ska-dekket. Vi må derfor forvente lavere målenøyaktighet på disse feltene enn på de andre, og dette gjelder i hele måleprofilets bredde. Beregnede spordybder og -arealer, samt tilvekst av spordybde og areal per vinter- og sommersesong er vist for samtlige felt i figur 9 og. Figur viser sammenhengen mellom målt slitasje i felt (spordybde og areal) og mølleverdi. Vi ser at feltene i løpet av første vinter fikk en økt slitasjedybde på mellom,86 og,7 mm. Deretter varierte utviklingen mer mellom feltene. Om vi betrakter feltene med Ab6, ser vi at etter tre vintersesonger hadde felt fått den største slitasjen. Dette er som forventet, da steintilslaget her (Larvikitt fra Hedrum) har vesentlig høyere mølleverdi enn de andre tilslagene. Hadelandporfyren i felt har lavest mølleverdi, og er også den som viser størst slitasjemotstand i felt. De to steinmaterialene i mellomklassen viser også slitasjemotstand relativt til felt og omtrent som forventet ut fra mølleverdiene. Forsøksfelt 7 (Lierskogen, uten PMB) har etter tre sesonger 5 % høyere spordybde enn felt (Lierskogen med PMB), men sporarealet er nesten likt med felt. Ser vi på de to feltene med skjelettasfalt, viser profiluttegningene i bilag at det som forventet er mer usikkerhet i profilene her enn på Ab6-feltene. Verdiene for slitasjedybde og areal i felt 5 viser seg å være ganske like verdiene for felt som har samme steinmateriale i et Ab6dekke. Felt 6 har samme tilslag som felt, men her er det en del høyere slitasjeverdier for Ska-massen enn for Ab6-massen. Det er usikkert i hvor stor grad dette skyldes problemer med målenøyaktigheten på Ska-massen. I feltet med Ab uten polymermodifisert bindemiddel, felt 7, er det målt 5 % større sporutvikling sammenligna med tilsvarende resept i felt med samme tilslag men med polymermodifisert bindemiddel. Vi har delt opp slitasjen i vinterslitasje og sommerdeformasjon. Vi ser at for enkelte felt (, 5 og til dels 6) er det registrert redusert spordybde i løpet av sommersesongene. Dette er i utgangspunktet lite logisk, og vanskelig å forklare. Dette må naturligvis også ses i sammenheng med målenøyaktigheten som er i størrelsesorden +,5 mm. Måleresultatene i figur 9 er middelverdier av 5 profiler over hvert forsøksfelt, så nøyaktigheten er i realiteten noe større. Det er vanskelig å si hvorfor resultatene for enkelte felt viser entydig negative verdier i begge registreringsår, men en forklaring kan være målesystemet. Målingene blir for SINTEF-bjelken utført med en LVDT med en markert spiss som registreringssonde. Rett etter vintersesongens slutt vil mørtelfasen være bortslitt mer enn steintilslaget. Det kan tenkes at litt av mørtelfasen ut over sommeren vil presses opp mellom steinskjellettet. Her kan den polymermodifiserte bindemiddelfasen gi bedre mulighet til en slik bevegelse. Dermed kan registreringene som er gjort om høsten faktisk i gjennomsnitt gi litt høyere verdier for vegoverflata. Registreringer over flere år kan eventuelt bekrefte eller avkrefte dette. 6

21 7 Største slitasjedybde (mm) Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 Felt 7 Middel Høst - Vår Høst - Høst Høst - Vår Høst - Høst Høst - Vår Økning i slitasjedybde (mm) F. F. F. F. F.5 F.6 F.7 Midd Vinter Vinter Vinter Økning i slitasjedybde (mm) F. F. F. F. F.5 F.6 F.7 Midd Sommer Sommer Figur 9 Slitasjedybdeutvikling, målt med SINTEFs rettholtbjelke, fastholdte endepunkter 5 Slitasjeareal (cm²) 5 Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 Felt 7 Middel Høst - Vår Høst - Høst Høst - Vår Høst - Høst Høst - Vår Økning i slitasjeareal (cm²) 5 F. F. F. F. F.5 F.6 F.7 Midd Vinter Vinter Vinter Økning i slitasjeareal (cm²) - - F. F. F. F. F.5 F.6 F.7 Midd Sommer Sommer Figur Slitasjearealutvikling, målt med SINTEFs rettholtbjelke, fastholdte endepunkt

22 8 Slitasjedybde (mm) Dybde (mm) Areal (cm²) Linear (Areal (cm²)) Linear (Dybde (mm)) Hadeland Hanekleiva Lierskogen y = 5.79x +.5 R =.76 y =.x +.68 R =.88 Hedrum Slitasje Høst - Vår Mølleverdi Dybde (mm) Areal (cm²) Felt Lierskogen m. Pmb Felt Hedrum Felt Hanekleiva Felt Hadeland Mølleverdi Figur Sammenhengen mellom mølleverdi og total sporutvikling på Ab6-feltene etter tre vintersesonger Figur viser sammenhengen mellom mølleverdier og total sporutvikling målt med SINTEFs bjelke. Det ser ut til å være en rimelig sammenheng; regresjonskoeffisient R =, Slitasjeareal(cm²)... ALFRED Vi har mottatt målinger utført med ALFRED for følgende datoer: --, -5-7, -6-7,.. (felt 7:.9.), --, -6-. For å få fullt utbytte av målingene og være i stand til å separere piggdekkslitasje fra sommerdeformasjon måtte vi for hvert år ha hatt data fra rett etter piggdekksesongens slutt, altså slutten av april eller starten av mai, og rett før piggdekksesongens start, altså oktober. Vi mangler dermed data for høsten, våren i felt 7, høsten og høsten. Dette gjør at vi ikke kan bruke ALFRED-data til å se på andelen piggdekkslitasje relativt til deformasjon. Midlere dekkeprofil av ryggen mellom hjulsporene for hvert kjørefelt og måledato er vist i bilag. Tabell 7 og figur viser spordybder og sporarealer for hver måledato. Tabell 7 Målte spordybder og arealer med ALFRED Spordybder (mm) Sporarealer (cm²) Felt Felt Felt Felt Felt Felt Felt Her ser vi at felt (hornfels, Ab6-pmB) viser den laveste sporutviklinga, mens felt (larvikitt, Ab6-pmB) og 7 (Hornfels, Ab6 uten PmB) viser størst sporutvikling. Disse registreringene viser at resepten med Ab6 med svakt tilslag (larvikitt), felt, gir tilnærma samme sporutvikling som tilsvarende resept med et sterkt tilslag (lierskogen) uten polymermodifisert bindemiddel, felt 7. Videre har felt 5, Ska6 med tilslag med hornfels, større sporutvikling enn felt, polymermodifisert Ab6 med samme tilslag.

23 For å se på årlig slitasje burde det korrigeres for initialsporet. Her er imidlertid ikke differansen i initialspor større enn målenøyaktigheten for utstyret. En slik korreksjon vil derfor ikke nødvendigvis forbedre datakvaliteten. 9 ALFRED-måling av spordybder og sporarealer. Utvikling etter dekkelegging, målt som høyden av ryggen mellom hjulsporene Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 Felt 7 Spordybde (mm) 8 6 Sporareal (cm²) Figur Tidsutviklingen av spordybder og arealer målt med ALFRED.... Sammenlikning av spordybder mellom ALFRED og SINTEFs måleutstyr Vi har behandlet SINTEFs tverrprofilmålinger på tilsvarende måte som ALFRED, ved å legge en rettholt gjennom laveste punkt i høyre og venstre hjulspor. Bilag viser gjennomsnittsprofil for hvert forsøksfelt. Figur viser at det er god sammenheng mellom spordybde målt våren med ALFRED og SINTEFs utstyr, vi får en korrelasjonskoeffisient på,9. Sammenhengen mellom spordybder målt med ALFRED og SINTEFs utstyr. ALFREDspordybde =.8 * SINTEFspordybde +.. Felt Felt 7 Korrelasjon: R² =.9 Spordybder SINTEF ALFRED Felt Felt 9.. Felt Felt Felt Felt Felt ALFRED, juni 8 Felt 5 Felt 6 Felt Felt Felt 8 SINTEFs utstyr, april Figur Sammenhengen mellom spordybder målt etter tre vintre med ALFRED og SINTEFs utstyr (høyden av ryggen mellom hjulsporene).

24 ... Sammenlikning av sporslitasje med mølleverdier Vi har sammenliknet målt sporslitasje (spordybde og areal) på forsøksfelt til med mølleverdien til steintilslagene. Figur viser at det er dårlig sammenheng mellom mølleverdi og vinterslitasje målt med SINTEFs utstyr med faste endepunkter. Regresjonskoeffisientene viser imidlertid at det er bra sammenheng mellom mølleverdi og sporutvikling for disse dekkene når det sammenliknes med total slitasje målt over hele profilet med SINTEFs bjelke, se figur. Sammenhengen mellom mølleverdi og vinterslitasje for Ab6-Pmb-feltene Spor: Areal: y =.58x R =.65 y =.67x R =.589 Spordybde (mm) 8 6 Felt Felt Felt Felt 8 6 Sporareal (cm²) 5 5 Mølleverdi Figur Sammenhengen mellom mølleverdi og vinterslitasje målt med SINTEFs utstyr med faste endepunkter. Figur 5 viser tilsvarende sammenheng mellom mølleverdi og spordybde (total verdi) målt som høyde på ryggen mellom hjulsporene. Rygghøyden er gitt som middelverdien av måling med ALFRED og SINTEFs bjelke. Måling av ryggen mellom hjulsporene gir dårligere korrelasjon med mølleverdien enn når hele sporet måles. Siden vi ikke har ALFRED-data fra høsten kunne vi ikke se på vinterfriksjonen isolert i denne sammenhengen. Sammenhengen mellom mølleverdi og spordybder målt mellom spor med ALFRED og SINTEFs utstyr. y =.5x +.77 R =.575 Mølleverdi Spordybde Felt Felt Felt Felt. 6. Middelverdi av spordybde (mm) målt mellom spor for ALFRED og SINTEFs utstyr, sommeren 8 Felt Felt Felt Felt 8 6 Mølleverdi Figur 5 Sammenhengen mellom mølleverdi og spordybder målt mellom spor med ALFRED og SINTEFs utstyr.

25 Det er mulig at mørtelfasen spiller en betydelig rolle for slitestyrken av godt graderte dekker med polymermodifisere bindemidler, slik at steintilslagets innflytelse blir mindre enn for ordinære dekker. Dette må imidlertid undersøkes nærmere før en kan trekke noen klare konklusjoner....5 Sammenlikning med slitasjeverdier fra ringbaneforsøk Det er utført ringbaneforsøk i VTIs ringbane i Linkøping for å teste sporutvikling ved piggdekkslitasje på noen dekketyper og tilslagsmaterialer //. To ulike dekketyper, Ska og Ab, med ulik maksimal steinstørrelse er undersøkt. Bergarter fra ulike forekomster som spenner over et bredt spekter av slitestyrke (Mv) og med ulik tendens til poleringsegenskaper er testet. Steinmaterialene fra E8 var også med i undersøkelsen. De aktuelle massetypene i ringbanen som kan sammenlignes med reseptene lagt i felt, er Ab uten polymermodifisert bindemiddel. På grunn av at reseptene i ringbanen ikke hadde polymermodifisert bindemiddel, kan betydningen av steinmaterialets styrke være noe forskjellig fra massene som er lagt på E8. Figur 6 viser korrelasjonen mellom spordybder i ringbanen og total spordybde på E8 fra SINTEFs målinger (med faste endepunkter på måleprofilene). Dette viser en god sammenheng mellom sporslitasje i ringbane og målt i felt, korrelasjonskoeffisient R=,89. Det betyr at vi også kan overføre resultatene fra parameterstudiene i ringbanen til feltforhold med rimelig god sikkerhet. Sammenhengen mellom sporslitasje i ringbane og spordybder målt med SINTEFs utstyr med faste endepunkter. y =.8658x R =.898 Spordybde(mm) Ringbane SINTEF Felt. 6. Felt 9..8 Felt. 7.7 Felt.8.9 Spordybde (mm) målt SINTEFs utstyr, tolket med faste endepunkter, sommeren 8 Felt Felt Felt 8 Spordybde, ringbane (mm) Felt Figur 6 Sammenhengen mellom sporslitasje i ringbane og totale spordybder målt med SINTEFs utstyr med faste endepunkter... Jevnhet Det er beregnet -meter rettholtverdier for forsøksfelt til 6 ut fra de langsgående profilene målt i ytre hjulspor med ALFRED. Figur 7 viser et eksempel på en slik beregning. For hvert forsøksfelt og måledato er det videre beregnet en midlere rettholtverdi. For å eliminere kanteffekter i overgangen mellom feltene, beregnes disse middelverdiene fra meter før første måleprofil med SINTEFs bjelke til meter etter siste måleprofil med SINTEFs bjelke. Figur 8 viser midlere rettholtverdi for hvert forsøksfelt og måledato. Figur 9 viser tilsvarende verdier for IRI.

26 5 Beregning av -meter langsgående rettholter i ytre hjulspor -6- Rettholtverdi Middelverdi pr forsøksfelt Rettholtverdi (mm) HP/55. Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 Hp/56. Hp/57. Hp/58. Hp/59. Hp/6. Hp/6. Posisjon / forsøksfelt Hp/6. Hp/6. Hp/6. Hp/65. Figur 7 Tre meter rettholtverdier beregnet i ytre hjulspor meter langsgående rettholtverdier IRI Rettholtverdi (mm) IRI (mm/m) sep- jan- mai- sep- jan- mai- sep- jan- mai- okt- feb- jun- okt- feb- jun- okt- feb- jun Felt Felt Felt Felt Felt Felt Figur 8 Midlere tre meter rettholtverdi for hver måledato for forsøksfelt til Felt Felt Felt Felt Felt Felt Figur 9 Midlere IRI-verdi for hver måledato for forsøksfelt til 6. Vi ser at bortsett fra Ska-feltene er det liten endring i rettholtverdiene fra måledato til måledato. Felt ser ut til å ha vesentlig lavere rettholtverdier enn resten av feltene. Ska-feltene viser vesentlig høyere rettholtverdier enn Ab6-feltene rett etter dekkelegging. Etter den første vinteren har de der imidlertid kommet ned til samme nivå som på Ab6-feltene. Det er mulig dette kommer av at den åpne strukturen i overflaten på Ska-dekkene tettes til i løpet av vintersesongen slik at overflatestrukturen blir mer lik den på Ab6-dekkene og at dette også påvirker rettholtverdiene. Når det gjelder IRI ser vi at felt også her viser bedre jevnhet enn de andre feltene. Vi kan ikke se samme tendens til dårligere jevnhet i på Ska-feltene som vi fant for rettholtberegningene. Totalt sett synes ikke jevnheten å bli dårligere i løpet av måleperioden.

27 .. Makrotekstur... MPD målt med ALFRED Det er målt MPD en gang hvert år fra til. ALFRED beregner en verdi for MPD for hver 5 cm langs dekket, og vi har videre beregnet midlere MPD pr. kjørefelt for hver måledato. Bilag viser detaljerte resultater fra målingene. Figur viser midlere MPD for hvert forsøksfelt og måledato. Det er tydelig at forsøksfelt har lavere MPD enn de andre Ab6-dekkene. Dette feltet har et svakt steintilslag, og slitestyrken på mørtelen mellom steinene er dermed mer lik styrken på steintilslaget enn på feltene med sterkere stein. Dermed vil ikke steinene i toppen av dekket stikke like mye opp som på de andre Ab6-dekken. Den praktiske konsekvensen av lavere makrotekstur vil være todelt: Dekket vil være mer utsatt for vannplanning, men kan være mer gunstig for støysituasjonen. Det siste antagelsen kan være usikker og bør i tilfelle verifiseres med målinger Ska-dekkene har vesentlig høyere MPD enn Ab6-dekkene på nylagt dekke. Etter hvert som de slites, synker MPD-verdien og nærmer seg verdien for Ab6-dekkene. Dette er som forventet, rett etter dekkelegging har Ska en mye grovere struktur enn Ab6 og mer åpent hulrom på overflata. Etter hvert som Ska-dekket slites, blir hulrommene delvis tettet igjen og de høyeste toppene slites ned. Vi ser at etter år er det liten forskjell på makroteksturen av Ska-dekkene og Ab med sammenlignbar steinkvalitet MPD Måledato Felt.5..9 Felt Felt..9.9 Felt..9. Felt Felt Figur Midlere MPD for hvert forsøksfelt og måledato.

28 ... Makrotekstur målt med Sandpatchmetoden Det er målt ruhet ved hjelp av Sandpatchmetoden i ytre og indre hjulspor på forsøksfeltene. Figur viser middelverdier av målingene for hvert kjørefelt. Ruhet, rhm (mm) Middel av sandpatchverdier målt i indre og ytre hjulspor Felt Felt Felt Felt..... Felt Felt Felt Figur Midlere ruhetsverdi for hvert forsøksfelt, målt med Sandpatchmetoden.... Sammenlikning av MPD målt med ALFRED og sandpatchmetoden En sammenlikning mellom ruhet målt med Sandpatchmetoden og MPD målt med ALFRED finnes i figur. Det er rimelig god korrelasjon mellom disse måleverdiene. Sammenhengen mellom makrotekstur målt med ALFRED (MPD) og sandpatchmetoden. Ortogonal regresjon gir: Ruhet =. * MPD +.7. Korrelasjon: R² =.85 MPD Sandpatch Felt.9.66 Felt.67.8 Felt..8 Felt.. Felt Felt Ruhet, rhm (mm) Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 MPD (mm) Figur Sammenlikning av ruhet målt med Sandpatchmetoden og ALFRED.

29 5.. Friksjon... ROAR Det er målt friksjon ved hjelp av ROAR i alt ganger. Målingene i og ble foretatt med variabel slipp, målingene i med fast slipp på 8 %. Figur viser målingene våren med fast slipp. Vi ser at målt friksjon varierer ganske mye lokalt. Figur viser midlere friksjonskoeffisient for hvert kjørefelt og måledato.. Friksjon Ev 8 hp km , kjørefelt, indre spor, 8 % fastslipp, 5 mm vannfilm.. µ ved 8 % fast slipp Forsøksfelt Forsøksfelt Forsøksfelt Forsøksfelt Forsøksfelt 5 Forsøksfelt Middelverdi.. Middelverdi 5.. Middelverdi.5. Middelverdi totalt Figur Friksjonsmålinger med fast slipp på 8 % Friksjonskoeffisient målt med ROAR Friksjon målt med ROAR. Målingene og er foretatt med variabel slipp, friksjonskoeffisienten er gitt som maksimal friksjon ("Oscar mup"). Målingene er gjort med fast 8% slipp. jan. jan. jan Felt Felt Felt Felt Felt Felt Felt Figur Midlere friksjonsverdi for hvert forsøksfelt og måledato

30 For målingene med variabel slipp har vi tatt ut maksimalfriksjon ( Oscar mup ), som tilsvarer verdien for ca % fastslipp. Disse verdiene bør derfor være sammenliknbare med 8 % fast slipp fra. Ved variabel slipp er det gjort ei måling omtrent hver 5 meter. Det blir da få avlesninger for hvert kjørefelt, vi har beregnet midlere friksjon pr forsøksfelt. Ved fast slipp foretas målingene kontinuerlig, med avlesning hver andre meter. Målinger med fast slipp vil derfor gi et bedre statistisk grunnlag for å finne maksimalfriksjon på et forsøksfelt enn variabel slipp. Målingene viser i hovedsak at Rett etter dekkelegging er det liten forskjell på friksjonen på de forskjellige vegdekkene. Etter to vintersesongen begynner forsøksfelt med det svakeste steintilslaget å få vesentlig lavere friksjon enn de andre feltene. Høsten var friksjonskoeffisienten helt nede i,5. Dette er likevel over standardens krav som er minimum,. Friksjonen varierer over året. Den ser ut til å være størst om vinteren og våren, for så å synke fram til piggdekksesongens start. Det vil si at dekkene får en målbar poleringseffekt av trafikken i løpet av sommersesongen, i størrelsesorden, enheter forskjell fra vinter til sommer... Håndholdt måleutstyr, Wiggomat Det er målt tørr- og våtfriksjon med Wiggomat i indre og ytre spor både vår og høst og. I tillegg er det målt våren. Detaljerte måleresultater er vist i bilag 5. Figur 5 viser omtrent samtidige målinger av våt friksjon i ytre spor fra Wiggomat og ROAR. Vi ser bort fra felt 7 som ikke har komplett sett med registreringer. 6 Våt friksjon i hjulspor WIGGOMAT Middel Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt 5, Wiggomat Felt 6, Wiggomat Middel ROAR Middel Felt, ROAR Felt, ROAR Felt, ROAR Felt, ROAR Felt 5, ROAR Felt 6, ROAR Middel Wiggomat/ROAR Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt, Wiggomat Felt 5, Wiggomat Felt 6, Wiggomat Felt, ROAR Felt, ROAR Felt, ROAR Felt, ROAR Felt 5, ROAR Felt 6, ROAR Figur 5 Samtidige målinger av våt friksjon i ytre spor målt med Wiggomat og ROAR. Vi ser at Wiggomat i gjennomsnitt måler litt lavere verdier (9 %) enn ROAR. Målingene med Wiggomat viser spesielt lavere verdier enn ROAR om våren. Vi har derfor også sammenliknet vår- og høstmålinger spesielt. Figur 6 viser sammenstilling av Wiggomatmålinger med de ROARmålinger som har vært nærmest i tid, splittet opp på vår- og høstmålinger. Om våren gir Wiggomat i middel friksjonsverdier som er 87 % av verdiene målte med ROAR. Mens om høsten gir Wiggomat % høyere verdier. Wiggomat gir med andre ord mindre forskjeller over året enn ROAR.

31 7 VÅR Makrotekstur Middel ROAR 6.. Wiggomat 5.. ROAR 6.5. Wiggomat 7.5. ROAR.5. Wiggomat 6.5. HØST.8 Makrotekstur Middel ROAR.9. Wiggomat 6.. ROAR 8.9. Wiggomat.9. Figur 6 Sammenlikning av omtrentlig samtidige målinger på vår og høst foretatt med Wiggomat og ALFRED.... Feltmålinger med friksjonspendel; British pendulum Det ble gjort friksjonsmålinger med friksjonspendel høsten og til dels våren. Figur 7 viser måleresultatene. Også her viser felt lavest friksjonsverdi, og det er registrert lavere verdier etter vintersesongens slutt enn utpå sommeren unntatt for felt 7 der det ikke er signifikante forskjeller mellom vår og høstmåligene. Det er vanskelig å forklare dette, men det kan også skyldes måleunøyaktighet etter som feltmålinger med denne type utstyr er svært ømfintlig for blant annet oppstilling og eventuelle ujevnheter i overflata. Målinger med friksjonspendel Pendelutslag 8 6 Felt Felt Felt Felt Felt 5 Felt 6 Felt 7 Friksjon i hjulspor høst våt Friksjon mellom hjulspor høst våt Friksjon i hjulspor vår Våt Friksjon mellom hjulspor vår Våt Figur 7 Resultater fra målinger med friksjonspendel høsten og våren.

32 8..5 Deformasjonsegenskaper målt med Wheeltrackutstyr og NAT Det er utført Wheeltrackforsøk på reseptene som er lagt på forsøksfeltene på E8 i Vestfold både på laboratorietillagete prøver og prøver innhentet fra felt (NCC Roads). Resultater fra disse forsøkene er vist i figur 8. Grunnlagsdata er vist i bilag 6 og 7. Det beste uttrykket for stabiliteten i massen får en ved å se på de deformasjoner som oppstår i prøven mellom. og. passeringer. CEN bruker uttrykket Tracking Rate og beskriver dette som gjennomsnittlig deformasjon pr. sykler i området mellom 5. og. sykler. (En sykel er lik to passeringer, dvs at Tracking Rate er lik gjennomsnittlig deformasjon pr. passeringer i området. til. passeringer). Deformasjonen uttrykt som Tracking rate eller deformasjonskoeffisient er vist i figur 9 basert på kurveserien i figur 8. Motstandsevne mot sporutvikling Wheel Track (mm), 9, 8, 7, 6, 5,,,,,, Ab 6med B 7- lab Ab 6 - PmB 6-veg Ab 6-B 7 - m/nbs-t veg Ab 6-B 6 - m/nbs-t veg Ab 6-Pmb 6-7 Hanekleiva Ab 6-Pmb 6-8 Hedrum Ab 6-PMB 6-9 Hadeland Ska Fib 6-B85-88 Lierskogen Ska Fib 6-B85-89 Hadeland Antall passeringer Figur 8 Resultat fra Wheeltrackforsøk på ulike dekkeresepter fra forsøksfelt på E8 i Vestfold (ref NCC Roads / ATI) Resultatene fra laboratorieprøver (søylene til høyre i fig 9) viser at alle reseptene med polymermodifiserte bindemidler har markert mindre deformasjonsspor enn prøven med ordinært bindemiddel B7/. Tilsvarende forsøk på prøver tatt fra forsøksfeltene viser at dekket med det svake tilslaget larvikitt / anortositt fra Hedrum får langt større deformasjon enn de andre dekkene. Dette til tross for at Wheeltrackforsøk i sin karakter bare er en test på materialets deformasjonsmotstand, ikke på slitestyrke. Her ser vi også at det svært slitesterke tilslaget fra Hadeland gir større deformasjonsspor i Wheeltrack enn det svakere tilslaget fra Lierskogen, noe som kan skyldes vedheftsproblematikk. Sandstein fra Hanekleiva kommer like godt ut som det mekanisk sterkere tilslaget av hornfels fra Lierskogen. Dette kan muligens skyldes god vedheft eller positiv effekt av høyere flisighet. Disse forhold må imidlertid undersøkes nærmere for å kunne si noe sikkert om årsakene.

33 9 Wheel T rack undersøkelse ved ATI,5, Tracking rate (mm/ cycler),5,,5,,5,,5, Ska Fib 6-B 7-- veg-hadeland Ska Fib 6-B 7-- veg-lierskogen Ab 6 med PmB 6- veg-hadeland Ab 6 med PmB 6- veg-hedrum Ab 6 med PmB 6- veg-hanekleiva Ab 6 - B 6- m/nbs-t-veg Ab 6 - B 7- m/nbs-t-veg Ab 6 - PmB 6-veg- Lierskogen) Ab 6 - PmB 6-lab- Lierskogen Ab 6 - B 7--lab- Lierskogen Figur 9 Tracking-rate, fra Wheeltrackforsøk på ulike dekkeresepter fra forsøksfelt på E8 i Vestfold (ref NCC Roads / ATI) Om vi sammenligner resultatene fra Wheeltrackforsøk på prøver innhentet fra felt med sporutvikling målt med ALFRED, ser vi at begge datasett har samme trend, se figur der ALFRED-registreringer etter år (5) er inkludert. Dette kan tyde på at mørtelfasens innflytelse og stabilitetsegenskapene i dekket vil ha forholdsvis mer å si for total sporutvikling enn i ordinære dekker. Mørtelfasen kan også til en viss grad ha innflytelse på sliteegenskapene og bestandigheten av dekket. Spormålingene viser blant annet at Ab 6 uten polymer med tilslag fra Lierskogen har ca 8 % større spor i felt enn tilsvarende dekke med polymermodifisering (PmB) 6. Videre har det polymermodifiserte dekket i felt nr med svakt steintilslag (Hedrum: LA =,5, Mølle 7,) ikke så mye større spor enn felt nr 7 med et langt sterkere steintilslag men da uten polymermodifisering (Lierskogen: LA-verdi og = 5, Mølleverdi =9,5). Disse forhold krever imidlertid nærmere undersøkelser før en kan trekke noen klare konklusjoner. Rut depth (mm) Wheel Track, runs 8 6 Road rut depth after years Ab6 with B7/ Hornfels Ab6 with PmB6 Hornfels Ab6 with PmB6 Anorthosite Figur Deformasjonsspor i Wheeltracktesting på noen resepter fra forsøksfeltene på E8 Vestfold sammen med spormålinger i felt registrert med ALFRED. (NCC Roads/ATI)