FORFATTER(E) Bjørn Ove Lerfald og Einar Værnes OPPDRAGSGIVER(E) PROKAS (flerklientprosjekt) GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

TITTEL SINTEF RAPPORT SINTEF Bygg og miljø Veg og samferdsel Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Klæbuveien 153 Telefon: 73 59 46 6 Telefaks: 73 59 46 56 Foretaksregisteret: NO 948 7 29 MVA Sammenligning av utstyr for bestemmelse av deformasjonsmotstand (syklisk kryp) og elastisk stivhet (E-modul). FORFATTER(E) Bjørn Ove Lerfald og Einar Værnes OPPDRAGSGIVER(E) PROKAS (flerklientprosjekt) RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF. STF22 A4322 Åpen Geir Lange, Avinor GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG 82-14-3411-6 22G13.7 56 + 2 bilag ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) Rapport1.doc Joralf Aurstad Inge Hoff ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) 22G13 24-5-24 Tore Knudsen SAMMENDRAG Det er gjennomført en undersøkelse for å sammenligne data fra ulike laboratorier ved bestemmelse av deformasjonsmotstand (syklisk kryp) og elastisk stivhet (E-modul) på to ulike asfaltmasser, Ag 16 og Ab 16. Hovedmålsetningen med undersøkelsen har vært å undersøke de aktuelle materialegenskaper på Nottingham Asphalt Tester (NAT). De som har deltatt i analysen er NCC Roads (NAT Cooper NU1), KoLo Veidekke (NAT Cooper 5kN), Vegdirektoratet/Vegteknisk avdeling (Treaks MTS 81) og SINTEF (NAT Cooper NU1). Omfanget og innholdet i undersøkelsene ble endret en del underveis, da det viste seg nødvendig å foreta kalibrering av de testrigger som inngikk. Dette har vært en viktig oppgave som her rapporteres sammen med testresultatene for materialegenskapene. En av testriggene som inngikk i undersøkelsen var en MTS (Vegteknisk avd.). Denne viste seg å ha benyttet en annen belastningstype ved syklisk stivhetstesting (frekvens, form på belastningskurve, etc.) enn NAT-utrustningene, og disse resultatene er derfor ikke direkte sammenlignbare med NAT. Resultatene kan kort oppsummeres som følger: Tre laboratorier har hatt en gjennomgang med kalibrering og igangkjøring av NAT-utstyr. Undersøkelsen gir et for tynt grunnlag for å evaluere deformasjon og stivhetsberegning på NAT. For å skaffe et bredere erfaringsgrunnlag vil det være nødvendig med mer testing av både laboratorieproduserte prøver og feltprøver. Når et slikt grunnlag er etablert kan det settes krav til norske dekketyper ved testing i NAT. STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Vegteknikk Highway Engineering GRUPPE 2 Asfalt Asphalt EGENVALGTE Testingsutstyr Testing equipment Materialegenskaper Material properties Proporsjonering Mix design

2

3 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning...5 2 Deltagende laboratorier...6 3 Kalibrering av utstyr...7 3.1 Bakgrunn...7 3.2 Måleutstyr...7 3.3 Metoder for sensorkalibreringer...8 3.3.1 Kraftceller...8 3.3.2 Deformasjonsgivere...9 3.3.3 Temperaturmålere...9 3.4 Undersøkelse av pålastingspulser...9 3.4.1 Syklisk kryp (Repated Load Axial test, RLA/INDENT)...9 3.4.2 Syklisk stivhet (Indirect Tensile Stiffness Modulus, ITSM)...9 3.5 Kontroll av utstyret ved SINTEF...11 3.5.1 Kraftcelle...11 3.5.2 LVDT er...11 3.5.3 Syklisk kryp...13 3.5.4 Syklisk stivhet...14 3.6 Kontroll av utstyret ved NCC Roads i Drammen...17 3.6.1 Kraftcelle...17 3.6.2 LVDT er...17 3.6.3 Syklisk kryp...18 3.6.4 Syklisk stivhet (ITSM)...21 3.7 Kontroll av KoLo Veidekke sitt utstyr...24 3.7.1 Syklisk kryp utført på gammelt utstyr...24 3.7.2 Syklisk stivhet (ITSM) utført med gammelt utstyr...26 3.7.3 Kalibrering av kraftcelle for nytt utstyr...28 3.7.4 LVDT er på nytt utstyr...28 3.7.5 Syklisk kryptest på nytt utstyr...29 3.7.6 ITSM-test på nytt utstyr...3 3.8 Kontroll av Vegdirektoratets utstyr...31 3.8.1 Syklisk kryp...31 3.8.2 Syklisk stivhet...31 3.9 Konklusjon på kalibreringstesten....32 4 Uttak av feltprøver for sammenligningsmålinger...33 5 Testmetoder og prosedyrer...34 5.1 Standarder...34 5.1.1 Bestemmelse av deformasjonsmotstand (dynamisk kryptest)...34 5.1.2 Bestemmelse av elastisk stivhet (E-modul)...34 5.2 Bestemmelse av romvekt...34 5.3 Preparering av prøver...34 5.3.1 Dynamisk kryptest...34 5.3.2 Elastisk stivhet...35

4 5.4 Kondisjonering av prøver...35 5.4.1 Dynamisk kryptest...35 5.4.2 Elastisk stivhet...35 5.5 Testprosedyrer...35 5.5.1 Dynamisk kryptest...35 5.5.2 Elastisk stivhet...35 6 Resultater og vurderinger...36 6.1 Spesifikk densitet...36 6.2 Dynamisk kryptest...36 6.2.1 SINTEF...37 6.2.2 Vegdirektoratet, Vegteknisk avdeling...39 6.2.3 NCC Roads...41 6.2.4 KoLo Veidekke...42 6.2.5 Sammenstilling av resultater fra dynamisk kryptest...43 6.3 Elastisk stivhet...47 6.3.1 Sammenstilling av resultater...48 6.3.2 Kontroll av prøvenes stivhet over tid...51 6.4 Sammenligning med resultater fra analyser i Sverige...52 6.4.1 Dynamisk kryp...52 6.4.2 Elastisk stivhet...53 7 Konklusjoner...56 8 Referanser...57 Bilag 1: Bilag 2: Arbeidsresepter for Ag16 og Ab16 Prøvedata, dynamisk kryptest

5 1 Innledning Spordannelser i asfaltdekker skyldes i hovedsak piggdekkslitasje og deformasjoner. I de senere år er det utviklet asfaltdekker som er mer bestandige mot piggdekkslitasje, samtidig som det i de største byene også er innført ordninger som skal gjøre det mer attraktivt å kjøre piggfritt. Man har dermed kommet et godt stykke på veg med å kontrollere slitasjeproblemene. Det trengs imidlertid mer forskning for å utvikle asfaltdekker som har bedre deformasjonsegenskaper. I PROKAS-prosjektet er målsettingen å finne bedre metoder for å bestemme materialegenskapene til asfalt. Arbeidsgruppen for deformasjon/stivhet har som målsetting å finne nye metoder til å bestemme materialenes elastiske stivhet (E-modul) og motstand mot permanente deformasjoner (plastisk deformasjon som medfører spordannelse). PROKAS har gjennomført en undersøkelse for å sammenligne data fra ulike laboratorier på syklisk stivhetstest og dynamisk kryptest. Denne rapporten beskriver resultatene fra denne undersøkelsen samt resultater fra kalibrering av de utrustninger som har inngått i analysen.

6 2 Deltagende laboratorier Oversikt over de deltagende laboratorier og det utstyret som er benyttet er vist i tabell 1. Tabell 1 Deltagende laboratorier. Laboratorium Testutstyr Kondisjoneringstemperatur KoLo Veidekke NAT Cooper 5 kn 1992-2 C til + 6 C (senere oppgradert) NCC Roads NAT Cooper NU 1-22 -2 C til + 6 C Vegdirektoratet/Vegteknisk avd. Treaks MTS 81-1992 C til + 1 C SINTEF NAT Cooper NU 1-2 -2 C til + 15 C

7 3 Kalibrering av utstyr 3.1 Bakgrunn På grunn av varierende resultater fra parallelle prøver testet i de ulike laboratorier ble det vurdert som nødvendig å kontrollere om kraftcellene og deformasjonsgiverne var rett kalibrert, og om pålastingspulsene var like for de forskjellige utstyrsenhetene. Sensorene ble sjekket mot kalibrerte instrumenter hos SINTEF. Kontrollen av pålastingspulsene ble gjort ved å måle kurveform og oppnådd trykk ved testing av deformasjonsegenskaper, syklisk kryp test (Indentation test), og sjekk av kurveform ved testing av syklisk stivhet, E-modul (ITSM, Indirect Tensile Stiffness Modulus). Utstyrskontrollen ble utført i to omganger. Første omgang var i mai 23 hvor man sjekket pålastingspulser. Det ble påvist problemer med KoLo Veidekke sitt utstyr. Etter at de hadde fått oppgradert utstyret, ble det gjort en ny runde målinger på alle utstyrene i desember 23. Under denne sjekken ble det lagt mest vekt på sensorkalibreringen. 3.2 Måleutstyr Pålastingskreftene ble målt ved hjelp av ei ekstra kraftcelle av type Hottinger B23292 (maksimal belastning 2 kn). Kraftcella var tilkoblet en Hottinger SPIDER8 måleforsterker, som igjen ble avlest av en PC ved hjelp av et dataprogram laget ved SINTEF. Systemet ble kalibrert til å måle kraft i kn, med en nøyaktighet i måleområdet opp til 8 kn på bedre enn 5 N. Systemet kan lagre den målte kraften til en datafil med tidsoppløsning på opp til 1 ms. Deformasjonsgiverne ble kalibrert i en Mitutoyo mikrometerkalibrator som vist i figur 1. Kalibratoren har en oppløsning på 1 mikrometer. Figur 1 Mitutoyo mikrometerkalibrator. Ved undersøkelse av pålastingspulsene ble det benyttet en nylonsylinder som materialprøve. Prøvehøyden var 4 mm og diameteren 1 mm.

8 3.3 Metoder for sensorkalibreringer 3.3.1 Kraftceller Kraftcella ble plassert under stempelet i NAT-utstyret, og programmet CALTRY ble startet på NAT-PC en, se figur 2. Dette programmet kan avlese sensorene og regulere kraftpåføring på stempelet. Kraftsignalet leses som et heltall (bits) fra målekortet i PC en og gjøres om til et kraftsignal ved hjelp av en kalibreringskonstant lagret på PC en. Programmet viser også spenningssignalet målt i volt. Figur 2 Skjermilde fra programmet CALTRY. Kalibreringskonstanten for overgangen mellom bits og kraft i kn kan vi se, og eventuelt justere, ved hjelp av programmet CALCHECK. Kaliberingskurver ble registrert ved å øke krafta fra stempelet trinnvis og avlese samtidige kraftverdier fra NAT og kalibreringskraftcella. Verdiene ble lagt inn i EXCEL, og det ble beregnet en lineær regresjonslinje gjennom datasettet. Dersom stigningen på regresjonslinja avvek med mer enn 1% fra rett verdi, ble NAT-utstyrets kalibreringskonstant endret, og ny kalibrering utført.

9 3.3.2 Deformasjonsgivere Siden kryptester gir mye større deformasjoner enn stivhetstester er det ved testing i NAT nødvendig med to sett deformasjonsgivere (LVDT er) med ulike måleområder. LVDT ene for kryptest har et måleområde på 1 mm, LVDT ene for stivhetstest har,2 mm. Deformasjonsgiverne ble montert i kalibratoren som vist i figur 1, og offset på kalibratoren ble satt slik at den fikk nullgjennomgang omtrent samtidig med LVDT en. Kalibreringskurver ble registrert på samme måte som for kraftcellene, og ved mer enn 1 % avvik på stigningsforholdet ble ny kalibreringsfaktor lagt inn. 3.3.3 Temperaturmålere Det ble ikke gjort temperaturmålinger under disse undersøkelsene. I følge [1] kan en temperaturendring på 1 C gi en 1% endring i stivhetsmodul. Utilstrekkelig kontroll med testtemperaturen kan derfor gi betydelige feil i målingene. Ved eventuelle framtidige kalibreringsrunder bør derfor også temperaturmålinger tas med. 3.4 Undersøkelse av pålastingspulser Ved disse testene ble den kalibrerte kraftcella satt inn mellom belastningsstemplet og prøven. Dette er vist i figur 3 og 4. 3.4.1 Syklisk kryp (Repated Load Axial test, RLA/INDENT) Dette er en test der prøven utsettes for firkantformede trykkpulser på ett sekunds varighet og med ett sekunds hviletid mellom pulsene. Før selve testen forbelastes prøven med et fast trykk på en tidel av pulstrykket ei viss tid. Normalt benyttes 1 kn forbelastning og trykkpulser på 1 kn. Belastningen påføres prøvens parallelle endeflater som vist i figur 3. 3.4.2 Syklisk stivhet (Indirect Tensile Stiffness Modulus, ITSM) ITSM er en ikke-destruktiv test der det påføres en bestemt deformasjon på prøven (5 µm for 1 cm prøver). Belastningen påføres prøvens sidekant som vist i figur 4. I følge dokumentasjonen på NU-1-utstyret [1] beregnes det en lastarealfaktor som er definert som forholdet mellom arealet under lastpulsen inntil maks kraft er nådd og et tilsvarende rektangel med samme høyde og bredde. Disse arealene er illustrert i figur 5. Lastpulsen skal ha form som en kvart periode av en sinusfunksjon. For en ren sinusform vil forholdet være på 2/π =,6366. I følge [1] er lastarealfaktoren valgt å skulle være,6 og stigetiden skal normalt være på 124 ms.

1 Figur 3 Kraftcella montert på toppen av nylonsylinderen for syklisk kryp test. Figur 4 Kraftcella montert på toppen av prøveriggen ved ITSM-test. Figur 5 Lastarealfaktoren er forholdet mellom arealet under en kvart periode av en sinusbølge og et rektangel med samme høyde og bredde.

11 3.5 Kontroll av utstyret ved SINTEF SINTEF har en NU-1-utrustning fra Cooper, jfr tabell 1. 3.5.1 Kraftcelle Kalibrering viste et avvik på,1 % mellom kalibrator og NAT, som vist i tabell 2 og i figur 6. Det var derfor ikke nødvendig å endre kalibreringsfaktoren. Tabell 2 Kalibreringsdata for SINTEFs kraftcelle. Kalibrering av kraftcelle SINTEF 23-12-8 Nullskjæring:.4 Stigning: 1.1 Avvik i prosent:.14 PC NAT Reg.lin Avvik (kn) (kn) (kn) (N)...4-4..62.621.624-3.1 1.234 1.238 1.238 -.1 1.854 1.858 1.858 -.2 2.476 2.481 2.48.7 3.12 3.17 3.16.6 3.723 3.73 3.727 2.5 4.349 4.355 4.354 1.4 4.974 4.981 4.979 2.4 5.64 5.613 5.69 4.3 6.227 6.232 6.232.2 6.85 6.858 6.855 3.1 7.476 7.48 7.481-1. 8.1 8.18 8.15 2.9 8.717 8.719 8.722-3.2 9.326 9.329 9.331-2.2 9.91 9.911 9.915-4.3 Avlset kraft fra NAT (kn) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Figur 6 Kraftkalibrering, SINTEFs utstyr NAT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Kalibrert kraft (kn) Kalibrering av SINTEFs kraftcelle. Avvik 5 4 3 2 1-1 -2-3 -4-5 Avvik fra kalibrert verdi (N) 3.5.2 LVDT er SINTEF har to sett med LVDT er, ett for plastisk deformasjon (kryptest) og ett for stivhetstest. Kalibrering av giverne for kryptest er vist i tabell 3 og figur 7. Før kalibrering viste begge giverne omtrent,9 % for stor verdi (slope). Det var dermed ikke nødvendig å kalibrere dem, men det ble likevel gjort for å prøve ut kalibreringsmetodikken. Etter kalibrering var avviket redusert til,2 % for begge. Giverne for stivhetstest viste,3 % og,5 % for store verdier, som vist i tabell 4 (slope). De trengte dermed ikke omkalibrering.

12 Tabell 3 Kalibrering av LVDT er for plastisk deformasjon, SINTEFs utstyr. Før justering av kalibrasjonsfaktor Etter justering av kalibrasjonsfaktor LVDT 1 2 1 2 Kal.faktor 6161 6171 6217 6226 Slope 1.9 1.9 1.2 1.2 Intersect -1.5-7.32 -.39-3.31 Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) -52-525 -5248-49 -525-5294 -534-37 -52-5212 -5211-12 -525-5253 -5262-4655 -476-4698 -5-4749 -48-4798 -44-4697 -4714-477 -17-4735 -4747-4746 -9-4168 -4215-427 -46-4249 -4298-4294 -42-4196 -4213-425 -17-4228 -4242-4238 -11-3679 -3718-3713 -38-3737 -3781-3777 -37-3688 -371-3696 -13-3738 -3751-3747 -1-3181 -3212-3211 -3-3247 -3285-3283 -31-3169 -3177-3176 -8-3247 -3257-3256 -7-268 -272-275 -21-2749 -2779-2781 -23-2687 -2689-2693 -2-2744 -2751-2752 -4-2194 -228-2215 -13-2249 -2274-2276 -18-2186 -2183-2191 3-2243 -2247-225 -1-1679 -1686-1695 -6-175 -1768-1773 -11-1699 -1693-173 6-1749 -1751-1755 1-1194 -1195-126 -1248-1263 -1266-8 -1191-1184 -1194 7-1245 -1246-125 2-693 -69-7 4-73 -742-744 -5-7 -692-72 8-742 -744-747 1-193 -189-196 5-246 -256-256 -3-198 -191-199 7-247 -25-251 36 311 38 6 278 271 273 33 36 33 3 267 262 264-2 83 88 89 6 755 75 754 2 814 814 815 754 746 752-5 1311 1316 1322 6 1268 1264 1272 3 138 135 131-3 1287 1278 1286-6 186 1813 1821 8 177 177 1778 7 18 1795 183-5 1767 1759 1767-5 2315 2325 2335 11 2261 2266 2274 12 235 23 239-5 226 2253 226-4 2816 2832 284 17 2754 2767 2771 2 28 2796 285-4 275 2746 2751-1 3315 3339 3344 25 3251 3273 3273 29 337 339 3313 2 3251 3253 3253 5 386 3842 3839 37 3753 3786 3779 4 3818 3827 3825 9 3755 3765 3758 13 432 4367 4358 48 4251 4296 4281 52 438 4324 4316 16 4259 4277 4263 21 Kalibrering av LVDTer for plastisk deformasjon, SINTEFs utstyr 6 4 Avvik fra kalibert verdi (µm) 2-2 -4-6 -6-4 -2 2 4 6 Avstand (µm) Avvik, Lvdt 1, før kalibrering Avvik, Lvdt 2, før kalibrering Avvik, Lvdt 1, etter kalibrering Avvik, Lvdt 2, etter kalibrering Figur 7 Kalibrering av LVDT er for plastisk deformasjon, SINTEFs utstyr.

13 Tabell 4 Kalibrering av LVDT er for stivhetstest, SINTEFs utstyr. Før justering av kalibrasjonsfaktor LVDT 1 2 Kal.faktor Slope Intersect 34367-1.3 5.91 351199-1.5 7.27 Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) 1-94.7-94 -.6 1-93.2-93 -.4 85-8.3-79 -1.2 9-83.1-83 -.3 79-73.9-73 -.8 79-74.1-72 -2.3 7-64.5-64 -.4 7-62.9-63 -.1 6-54. -54.1 6-52.8-53. 5-43.3-44.8 48-41.3-41 -.5 39-32.8-33.3 37-3.4-3 -.6 3-23.8-24.3 26-18.9-19 -.1 2-14.1-14. 19-11.7-12.1 1-3.8-4.3 1-3. -3 -.2-4 1.2 1.3 7.6 7.4-1 16.1 16.2-1 18.3 17 1.1-2 26.2 26.3-21 29.7 28 1.5-3 35.6 36 -.3-31 39.7 38 1.5-41 47.1 47.2-4 48.2 47 1. -5 56.3 56.4-5 58.8 58 1.6-6 66. 66.1-6 67.7 68.5-73 79.5 79.6-73 81.5 81 1.3-83 88.7 89 -.2-8 88.6 88 1.4-9 95.5 96 -.4-91 93.3 99-4.9 3.5.3 Syklisk kryp Det ble utført dynamisk kryptest med 1 kpa forbelastning og 1 kpa pulstrykk. 3.5.3.1 Forbelastning Figur 8 viser at det tar omtrent 5 sekunder å få opp forbelastningstrykket. Deretter stabiliserer det seg med en middelverdi på 9,85 kpa og et standardavvik på,7 kpa. 12 SINTEF. Forbelastning, 1 kpa. 1 8 Last (kpa) 6 4 2 Mean 9.85 Median 9.86 Standard Deviation.7 Minimum 9.61 Maximum 1.71 1 2 3 4 5 6 7 8 9-2 Tid (s) Figur 8 Tidsutviklingen av forbelastningstrykket ved undersøkelse av syklisk kryp for SINTEFs utstyr.

14 3.5.3.2 Pålastingspulser Figur 9 viser én pålastingspuls. Vi ser at stigetiden til 9 % av fullt nivå er på,3 s, pulstiden på,99 s. I figur 1 er det tegnet ut 54 påfølgende pulser. Midlere pulstrykk er på 99,8 kpa, standardavviket på,8 kpa. 12 SINTEF -- 1 kpa pålastingspulser 1 Trykk(kPa) 8 6 4 9%-nivå Pulstid:.99 s 2 Stigetid:.3 s.5 1 1.5 2 Tid(s) Figur 9 Pulsform på én pålastingspuls ved undersøkelse av syklisk kryp med SINTEFs utstyr. 12 SINTEF -- 1 kpa pålastingspulser 1 Last (kpa) 8 6 4 2 Mean 99.8 Median 99.81 Standard Deviation.8 Minimum 99.6 Maximum 99.93 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Tid (s) Figur 1 Pulshøyde for pålastingspulsene ved syklisk kryp for SINTEFs utstyr. 3.5.4 Syklisk stivhet Det ble utført en ITSM-test, og de fem pulsene er vist i figur 11. Uttegning av de enkelte pulsene er vist i figurene 12 til 16. Stigetid, kraft og lastarealfaktor er vist i tabell 5.

15 1.2 SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. 1. Kraft (kn).8.6.4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Tid (s) Figur 11 ITSM-test med SINTEFs NAT. Midlere stigetid var på 129 ms, formfaktoren på,638. I figurene er pålastingspulsen sammenliknet med en sinuskurve med samme høyde, og med topp-punkt (π/2) på samme tidspunkt som pålastingspulsen når sitt toppunkt. Vi ser at pålastingskurvene viser stor likhet med en sinusfunksjon, og at midlere lastarealfaktoren er svært nær,637. Midlere stigetid er noe større enn ønsket (124 ms).

16 SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.1: Stigetid:.127s Kraft: 1.65 kn Formfaktor: SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.2: Stigetid:.127s Kraft: 1.6 kn Formfaktor: 1.2 1.2 1. 1..8.8.6.6.4.4.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2...5.1.15.2.25.3 -.2 Figur 12 Uttegning av 1. puls. Figur 13 Uttegning av 2. puls. 1.2 SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.3: Stigetid:.133s Kraft: 1.54 kn Formfaktor: SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.4: Stigetid:.129s Kraft: 1.62 kn Formfaktor: 1.2 1. 1..8.8.6.6.4.4.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2...5.1.15.2.25.3 -.2 Figur 14 Uttegning av 3. puls. Figur 15 Uttegning av 4. puls. SINTEF, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.5: Stigetid:.129s Kraft: 1.61 kn Formfaktor: 1.2 1..8.6.4 Tabell 5 Stigetid, kraft og formfaktor ved ITSM målt med SINTEFs NAT. Puls nr. 1 2 3 4 5 Middel Stigetid (s).127.127.133.129.129.129 Kraft (kn) 1.65 1.6 1.54 1.62 1.61 1.6 Formfaktor.619.624.665.641.645.638.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2 Figur 16 Uttegning av 5. puls.

17 3.6 Kontroll av utstyret ved NCC Roads i Drammen NCC Roads har også en NU-1 fra Cooper, jfr. tabell 1. 3.6.1 Kraftcelle Kalibrering viste et avvik på,45 % mellom kalibrator og NAT, som vist i tabell 6 og i figur 17. Det var derfor ikke nødvendig å endre kalibreringsfaktoren. Tabell 6 Kalibreringsdata for NCC Roads sin kraftcelle. Kalibrering av kraftcelle NCC 23-12-8 Nullskjæring: -.3 Stigning: 1.45 Avvik i prosent:.452 PC NAT Reg.lin Avvik (kn) (kn) (kn) (N). -.6 -.3-3.3.665.66.665-5.3 1.288 1.288 1.291-3.1 1.911 1.917 1.917.1 2.533 2.544 2.542 2.3 3.157 3.172 3.169 3.5 3.783 3.8 3.797 2.6 4.48 4.428 4.425 2.8 5.33 5.56 5.53 3. 5.659 5.684 5.682 2.2 6.283 6.311 6.39 2.3 6.98 6.938 6.936 1.5 7.533 7.565 7.564.7 8.159 8.193 8.193 -.1 8.784 8.819 8.821-2. 9.411 9.447 9.451-3.8 1.3 1.69 1.73-3.6 Avlset kraft fra NAT (kn) Kraftkalibrering, NCCs utstyr NAT Avvik 1 4 3 8 2 1 6 4-1 -2 2-3 -4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-5 -2-6 Kalibrert kraft (kn) Figur 17 Kalibrering av NCC Roads sin kraftcelle. Avvik fra kalibrert verdi (N) 3.6.2 LVDT er LVDT ene for plastisk deformasjon hadde avvik på,1 og, %, som vist i tabell 7 (slope). Ingen kalibrering var nødvendig. LVDT ene for stivhetstest hadde, som vist i tabell 8, avvik på 1,3 og,5 % (slope). LVDT en med størst avvik ble rekalibrert og ny sjekk viste da et avvik på,2 %.

18 Tabell 7 Kalibrering av LVDT er for plastisk deformasjon, NCC Roads sitt utstyr. Før justering av kalibrasjonsfaktor LVDT 1 2 Kal.faktor 6161 6171 Slope -.999-1. Intersect 3.63-68.4 Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) 5224-521 -5217 1 4829-4925 -4899-27 437-4364 -4364 2 44-4126 -411-18 355-3496 -3499 5 3266-3337 -3336-3 267-2658 -2665 8 238-2437 -2449 11 1777-1766 -1772 7 1624-1672 -1693 21 868-864 -864 784-831 -853 21 24-27 -2-6 -63 1-5 16-843 832 846-15 -831 77 763 7-1717 173 172-18 -17 163 1632-2 -2596 2585 2598-14 -2515 2439 2448-8 -3485 3485 3486-4 -3272 3198 325-6 -4278 429 4279 8-4112 439 445-4 -5229 5239 5229 6-4951 488 4885-3 -5229 5239 5229 7-4951 488 4885-3 Tabell 8 Kalibrering av LVDT er for stivhetstest, NCC Roads sitt utstyr. Før justering av kalibrasjonsfaktor Etter kalibrering LVDT 1 2 1 Kal.faktor 6161 6171 6161 Slope -1.13-1.5-1.2 Intersect 1.17 -.72.86 Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) 92-9.1-92 1 89-89.6-9 9-88.3-9 1 75-74.3-75 74-74.8-75 77-75.1-77 1 58-57.9-58 -1 6-6.9-61 6-58.8-6 45-45.3-44 -1 43-44.5-44 -1 45-45.1-44 -1 24-24.7-23 -2 28-29.2-29 26-26.4-25 -2 17-17.1-16 -1 1-11.5-11 -1 9-9.5-8 -2 2-1.3-1 -2 1.1 1 1-1.4-2 -12 13.4 13-17 16.5 16-16 16.5 17-1 -27 28.8 29 1-32 31.7 31-26 26.8 28-41 43.3 43 1-45 44.1 45-4 41.8 42 1-61 63.3 63 1-6 6. 6 1-56 57.4 58-69 71. 71 1-72 71.8 72-75 76.4 77-88 9.5 9 1-88 87.9 88 1-87 88.4 89-88 9.8 9 2-88 87.9 88 1-87 88.4 89 3.6.3 Syklisk kryp På NCC Roads sitt utstyr ble det først utført en dynamisk kryptest med 1 kpa forbelastningstrykk og 1 kpa pulstrykk. Etter ønske fra NCC Roads ble belastningen deretter økt til 2 kpa forbelastning og 2 kpa pulser. Det ble også utført en test med forbelastningstrykk 1 kpa. 3.6.3.1 Forbelastning Figur 18 viser registrert trykk de fem første sekundene under testen med 1 kpa forbelastningstrykk. Vi ser at trykket stiger fra ca 9 til ca 1 kpa i løpet av de første fem sekundene. Kraften varierer en del, med en tydelig frekvenskomponent på litt over 7 hertz.

19 NCC Konsolidering, 1 kpa. 5-5-23 14:31:34 1,6 1,4 1,2 1, Last (kpa) 9,8 9,6 9,4 9,2 9, 8,8 8,6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, Tid (s) Figur 18 Tidsutviklingen de første fem sekunder av en forbelastning med 1 kpa ved syklisk kryp for NCC Roads sitt utstyr. Testen med 2 kpa forbelastningstrykk er vist i figur 19. Her ble lasten målt i 12 sekunder. Vi ser at det tok omtrent 2 sekunder før et stabilt nivå på 2,3 kpa var nådd. NCC, Konsolidering 2 kpa. 25 2 Trykk (kpa) 15 1 5 2 4 6 8 1 12 14 Tid(s) Figur 19 Tidsutviklingen av forbelastningstrykk på 2 kpa syklisk kryp for NCC Roads sitt utstyr. Forsøket med et lavt forbelastningstrykk på 1. kpa er vist i figur 2. Her tok det ca fem sekunder før et noenlunde stabilt nivå var etablert. Midlere trykk etter stabiliseringen ble målt til 1,7 kpa. 2,5 NCC Konsolidering, 1 kpa. 2, Trykk (kpa) 1,5 1,,5, 1 2 3 4 5 6 7 Tid(s) Figur 2 Test av lavt forbelastningstrykk (1, kpa ) ved syklisk kryp for NCC Roads sitt utstyr.

2 3.6.3.2 Pålastingspulser Det ble registrert pålastingspulser på nominelt 1 kpa. Lasten ble registrert i 13 sekunder med en tidsoppløsning 5 ms. Vi ser fra figur 21 at lastpulsene har meget bra firkantform og stabil høyde. NCC -- 1 kpa pålastingpulser 5-5-23 12, 1, 8, 6, 4, 2,, 2 4 6 8 1 12 14 Figur 21 Pålastingspulser ved undersøkelse av syklisk kryp med NCC Roads sitt utstyr. Figur 22 viser starten av en enkelt puls. Pulsen er litt underdempet, det vil si at den skyter litt over pulsnivået i starten, men stabiliserer seg meget snart. Stigetiden er på ca.,2 sekunder, og lasten har stabilisert seg etter,6 sekunder. 12 NCC -- 1 kpa pålastingpulser 5-5-23 1 8 Last (kpa) 6 4 2,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1 Tid (s) Figur 22 Start av en pålastingspuls ved syklisk kryp for NCC Roads sitt utstyr. Figur 23 viser en hel pulssyklus. Pålastingsvarigheten (tiden lasten er innenfor 9 % av full verdi) er på,97 sekund, syklustida på 2, sekunder. Medianverdien for pulshøydenivået er på 98,1 kn.

21 12 NCC -- 1 kpa pålastingpulser 5-5-23 1 8 Last (kpa) 6 4 2,,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1, 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2, 2,1 Tid (s) Figur 23 En lastsyklus ved undersøkelse av syklisk kryp med NCC Roads sitt utstyr. Figur 24 viser 16 lastpulser på nominelt 2 kpa. Påført last ble målt to ganger i sekundet. Utstyret trengte tre pulser for å regulere inn pulstrykket, deretter var det svært stabilt. Som tabell 9 viser var pulsenes midlere lasthøyde (etter de tre innledende) på 197,7 kpa og standardavviket på,2 kpa. NCC, 2 kpa lastpulser. 25 2 Last (kpa) 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 4 45 Tid (s) Figur 24 En lengre serie lastsykler ved syklisk kryp for NCC Roads sitt utstyr. Tabell 9 Statistikk over 16 pulser med NCC Roads sitt utstyr Count 16 Mean 197.67 Median 197.7 Standard Deviation.1947 3.6.4 Syklisk stivhet (ITSM) Det ble utført en ITSM-test på prøvestykket. Deformasjonsmålet ble satt til 5 µm og stigetiden til 124 ms. Det ble valgt fem kondisjoneringspulser. Uttegning av de fem lastpulsene er vist i figur 25. Tiden mellom pulsene ble målt til 3.5 sekunder.

22 NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. 5-5-23 16:2:3 1.4 1.2 1..8.6.4.2. -.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Figur 25 ITSM-test med NCC Roads sitt utstyr. Figurene 26 til 3 og tabell 1 viser maksimal kraft, stigetid og formfaktor for hver av de fem pulsene. Midlere stigetid var på 126 ms, formfaktoren på,629. Vi ser at pålastingskurvene viser god likhet med en sinusfunksjon, og at midlere lastarealfaktoren er ganske nær,637. Midlere stigetid er svært nær ønsket verdi (124 ms).

23 NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.1: Stigetid:.131s Kraft: 1.88 kn Formfaktor:.621 NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.2: Stigetid:.124s Kraft: 1.81 kn Formfaktor:.627 1.2 1.2 1. 1..8.8 Kraft (kn).6.4 Kraft (kn).6.4.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Figur 26 Uttegning av 1. puls....5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Figur 27 Uttegning av 2. puls. NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.3: Stigetid:.126s Kraft: 1.86 kn Formfaktor:.63 NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.4: Stigetid:.122s Kraft: 1.73 kn Formfaktor:.63 1.2 1.2 1. 1..8.8 Kraft (kn).6.4 Kraft (kn).6.4.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Figur 28 Uttegning av 3. puls....5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Figur 29 Uttegning av 4. puls. 1.2 NCC, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.5: Stigetid:.127s Kraft: 1.85 kn Formfaktor:.635 1. Kraft (kn).8.6.4.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Tabell 1 Midlere stigetid, kraft og formfaktor ved ITSM-test med NCC Roads sitt NAT-utstyr. Puls nr. 1 2 3 4 5 Middel Stigetid (s).131.124.126.122.127.126 Kraft (kn) 1.88 1.81 1.86 1.73 1.85 1.83 Formfaktor.621.627.63.63.635.629 Figur 3 Uttegning av 5. puls.

24 3.7 Kontroll av KoLo Veidekke sitt utstyr. Kontrollmålingene i mai 23 avslørte at det var problemer med KoLo Veidekkes NAT. De fikk derfor oppgradert sitt utstyr i løpet av sommeren 23. 3.7.1 Syklisk kryp utført på gammelt utstyr Det ble gjort en dynamisk kryptest med 1 kpa kondisjoneringstrykk og 1 kpa pulser. Det tok som figur 31 viser omtrent 4 sekunder å innstille forbelastningstrykket, deretter var det ganske ustabilt, med en periodisk variasjon med syklustid på 8,2 sekunder. Middelverdien var på 13,2 kpa. Det virket som om det pneumatiske systemet ikke greide å holde stabilt trykk på sylinderen. Last (kpa) Kolo Veidekke, forbelastning med 1 kpa. 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 Tid (s) Figur 31 Forbelastningstrykk på 1 kpa ved undersøkelse av syklisk kryp ved KoLo Veidekke, gammelt utstyr. Vi ser fra figur 32 at pulsene var ganske avrundede i stigefasen. Stigetiden opp til 9 % av full last var på,17 sekunder, og tiden pålastingen var over 9 % av full last var på,93 sekunder. 1 8 6 9%-nivå Pulstid:.93s Trykk(kPa) 4 2 Stigetid:.17s.2.4.6.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2 Tid(s) Figur 32 KoLo Veidekke: Én pålastingspuls fra undersøkelse av syklisk kryp, gammelt utstyr. Pulshøyden varierte en del fra puls til puls. Figur 33 viser maksimalt pulstrykk over 548 pulser.

25 Statistikk over pulshøyde for Indent test 1 9 Maksimalt pulstrykk (kpa) 8 7 6 5 4 3 2 1 Mean 88.94 Std Deviation 1.55 Minimum 85.32 Maximum 92.96 Count 548. 6 8 1 12 14 16 18 Tid Figur 33 Pulshøyder ved syklisk kryp for KoLo Veidekke sitt gamle utstyr. Midlere pulshøyde ble målt til 88,9 kpa, med et standardavvik på 1,55 kpa. Det var tydelig at apparatet ikke ga pulser med høyt nok trykk. Man sjekket derfor kalibreringen av apparatets kraftcelle ved hjelp av statisk trykk og kaliberingsprogrammet. Apparatet viste seg å være feil kalibrert. Ut fra avlesningene med apparatets kraftcelle og den eksterne kraftcella ble kaliberingsfaktoren endret fra 5171 til 612, og det ble utført en ny INDENT-test. Maksimalt pulstrykk for 822 pulser er vist i figur 34. Middelverdien ble nå på 99,7 kpa, men det var fortsatt en del spredning i pulshøyden. Det antas at ustabiliteten både i kondisjoneringstrykket og pulshøydene har sammenheng med dårlig regulering av lufttrykket inn til apparatet. Statistikk over pulshøyde for Indent test etter justering av kraftkalibreringen 1 Maksimalt pulstrykk (kpa) 8 6 4 2 Mean 99.73 Std Deviation 1.29 Minimum 95.19 Maximum 12.82 Count 822. 6 8 1 12 14 16 18 Tid Figur 34 Pulshøyder ved syklisk kryp for KoLo Veidekke sitt utstyr etter omkalibrering av kraftcella, gammelt utstyr.

26 3.7.2 Syklisk stivhet (ITSM) utført med gammelt utstyr Det ble utført en ITSM-test på prøvestykket. Uttegning av de fem lastpulsene er vist i figur 35. Tiden mellom pulsene ble målt til 3,3 sekunder. 1. KoLo - Veidekke. 6-5-23.8.6.4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 -.2 Figur 35 ITSM-test for KoLo Veidekke sitt gamle utstyr. Figurene 36 til 4 og tabell 11 viser maksimal kraft, stigetid og formfaktor for hver av de fem pulsene. Midlere stigetid var på 123 ms, formfaktoren på,65. Vi ser at pålastingskurvene viser god likhet med en sinusfunksjon, men den har litt for spiss toppverdi. Midlere stigetid er nesten identisk med ønsket stigetid (124 ms). Denne testen ble utført før rekalibreringen av kraftcella. Utstyret gir lavere kraft enn utrustningene til SINTEF og NCC Roads.

27 Kolo Veidekke, ITSM med 5µm deformasjon. Kolo Veidekke, ITSM med 5µm deformasjon. Puls nr.1: Stigetid:.12s Kraft:.842 kn Formfaktor:.63 Puls nr.2: Stigetid:.125s Kraft:.85 kn Formfaktor:.614 1. 1..8.8.6.6 Kraft (kn).4 K Kraft (kn).4 K.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3...5.1.15.2.25.3 -.2 -.2 Tid (s) Tid (s) Figur 36 Uttegning av 1. puls, KoLo Veidekkes gamle utstyr. Figur 37 Uttegning av 2. puls, KoLo Veidekkes gamle utstyr. Kolo Veidekke, ITSM med 5µm deformasjon. Kolo Veidekke, ITSM med 5µm deformasjon. Puls nr.3: Stigetid:.125s Kraft:.847 kn Formfaktor:.593 Puls nr.4: Stigetid:.125s Kraft:.851 kn Formfaktor:.69 1. 1..8.8.6.6 Kraft (kn).4 K Kraft (kn).4 K.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3...5.1.15.2.25.3 -.2 -.2 Tid (s) Tid (s) Figur 38 Uttegning av 3. puls, KoLo Veidekkes gamle utstyr. Figur 39 Uttegning av 4. puls, KoLo Veidekkes gamle utstyr. 1. Kolo Veidekke, ITSM med 5µm deformasjon. Puls nr.5: Stigetid:.12s Kraft:.847 kn Formfaktor:.67.8 Kraft (kn).6.4 K Tabell 11 Midlere stigetid, kraft og formfaktor ved ITSM-test med KoLo Veidekkes gamle utstyr..2 Kraft SINUS...5.1.15.2.25.3 -.2 Tid (s) Puls nr. 1 2 3 4 5 Middel Stigetid (s).12.125.125.125.12.123 Kraft (kn).842.85.847.851.847.847 Formfaktor.63.614.593.69.67.65 Figur 4 Uttegning av 5. puls, KoLo Veidekkes gamle utstyr.

28 3.7.3 Kalibrering av kraftcelle for nytt utstyr Etter at utstyret var oppgradert høsten 23 ble kalibreringen av kraftcella sjekket på nytt. Kalibrering viste et avvik på,25 % mellom kalibrator og NAT, som vist i tabell 12 og i figur 41. Det var derfor ikke nødvendig å endre kalibreringsfaktoren. Tabell 12 Kalibreringsdata for KoLo Veidekkes kraftcelle. Kalibrering av kraftcelle KoLo Veidekke 23-12-8 Nullskjæring: -.3 Stigning:.9975 Avvik i prosent: -.25 PC NAT Reg.lin Avvik (kn) (kn) (kn) (N)..4 -.3 6.7.78.78.75 2.9.695.689.691-1.6 1.314 1.34 1.38-4. 1.923 1.918 1.915 2.5 2.545 2.535 2.536 -.9 3.166 3.151 3.155-4.4 3.786 3.771 3.774-2.8 4.45 4.389 4.391-2.3 5.29 5.13 5.14 -.7 5.646 5.628 5.629-1.2 6.264 6.246 6.246.4 6.885 6.866 6.865.9 7.56 7.484 7.484 -.5 8.126 8.12 8.13 -.9 8.745 8.726 8.72 5.6 9.365 9.339 9.339.2 Avlset kraft fra NAT (kn) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Kraftkalibrering, KoLo Veidekkes utstyr NAT Avvik 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Kalibrert kraft (kn) Figur 41 Kalibrering av KoLo Veidekkes kraftcelle, nytt utstyr. 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8-1 Avvik fra kalibrert verdi (N) 3.7.4 LVDT er på nytt utstyr KoLo Veidekke hadde bare eksterne LVDT er for stivhetstest. Disse hadde, som vist i tabell 13, et avvik på regresjonslinja (slope) på -,4 % og -,9 %. De ble derfor ikke rekalibrert. Ved aksielle belastninger brukes en intern LVDT som ikke lar seg kalibrere i kalibratoren. Denne ble derfor ikke kontrollert.

29 Tabell 13 Kalibrering av LVDT er for stivhetstest, KoLo Veidekkes nye utstyr. Før justering av kalibrasjonsfaktor LVDT 1 2 Kal.faktor 6161 6171 Slope -.996 -.991 Intersect -1.22-4.17 Kalib. LVDT Reg Avvik Kalib. LVDT Reg Avvik (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) (µm) 92-92.7-93 1 91-92.6-94 3 79-8.3-8 7-73.1-74 1 6-61.5-61 5-54.3-54 4-41.4-41 3-35.2-34 -1 2-2. -21 1 1-14.9-14 -1 -.8-1 -4.9-4 -1-2 18.7 19-1 5.8 6-4 39. 39-31 26.4 27-62 6. 61-1 -5 45.1 45-1 -8 78.2 78-1 -7 65.3 65-96 94.4 94-9 86.5 85 1 3.7.5 Syklisk kryptest på nytt utstyr Det ble kjørt en 1 kpa RLA-test, figur 42 viser forbelastningen og de 13 første pulsene. 2, Last ved syklist kryp på KoLo Vegdekkes utstyr 18, 16, 152,9 14, 12, Last (kpa) 1, 8, 96,2 92,5 92,3 92,4 92,4 92,5 92,4 92,3 92,4 92,3 92,4 92,5 6, 4, 2, Forbelastningstid: 32.23s Midlere forbelastningstrykk: 9,994 kpa, 1 2 3 Tid (s) 4 5 6 7 Figur 42 RLA-test utført med KoLo Veidekkes nye utstyr. Vi ser at forbelastningstrykket er på 9,99 kpa, altså helt korrekt. Høyden på pålastingspulsene er derimot ikke tilfredsstillende. Den første pulsen er alt for stor. Deretter stabiliserer pulshøyden seg på omtrent 92,4 kpa. Figur 43 viser formen på en enkeltpuls (puls nummer 9). Stigetiden er på,4 s, og pulsen holder minst 9 % av full last i,95 s.

3 Lastpuls ved syklist kryp på KoLo Vegdekkes utstyr 1. 9. 8. 9%-nivå:.95s 7. Kraft (kpa) 6. 5. 4. 3. 2. 1.. Stigetid:.4s 5.2 5.4 5.6 5.8 51 51.2 51.4 51.6 51.8 52 52.2 Tid (s) Figur 43 En enkelt pålastingspuls fra KoLo Veidekkes nye utstyr, RLA-test. 3.7.6 ITSM-test på nytt utstyr Det ble utført en ITSM-test med det nye utstyret. Bare en av pålastingspulsene ble registrert, kurveform og beregningsresultater er vist i figur 44. Stigetiden var på 13 ms, formfaktoren på,625. Vi ser at pålastingskurvene viser god likhet med en sinusfunksjon, men den avtar litt raskere enn den stiger. Stigetiden er litt større enn ønsket (124 ms). Maksimal kraft var på 1,65 kn, og stemmer meget godt overens med tilsvarende målinger på SINTEF og NCC Roads sine utstyr. 1.2 KoLo Veidekke, ITSM med 5 µm deformasjon. Puls nr.1: Stigetid:.13s Kraft: 1.65 kn Formfaktor:.625 1..8.6.4.2 Kraft SINUS. -.2..5.1.15.2.25.3 Figur 44 Uttegning av ITSM-puls, KoLo Veidekkes nye utstyr.

31 3.8 Kontroll av Vegdirektoratets utstyr Utstyret i Vegdirektoratet var av en helt annen type enn NAT-utrustningene. De brukte en MTS hydraulisk målerigg, og testprogrammene ble stilt inn manuelt. Pulsform og pulshøyde kunne derfor variere fra test til test. 3.8.1 Syklisk kryp Under vår test ble det logget fire hele pulser. Krafta viste seg å stemme meget bra, med en middelverdi på 99,8 kpa, se figur 45. Vegteknisk avdeling, pålastingspulser Last (kpa) 12 1 8 6 4 Mean 99.82 Median 99.78 Standard Deviation.43 Minimum 98.7 Maximum 11.13 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Tid (s) Figur 45 Pulser fra syklisk kryp test med Vegdirektoratet sitt MTS-utstyr. Hvis vi ser på en enkeltpuls (figur 46) har den en stigetid på 3 ms, og en pulstid innenfor 9 % av full last på,97 s. 12 Vegteknisk, pålastingspulser. 5-5-23. 1 9%-nivå Trykk(kPa) 8 6 4 Pulstid:.97s 2 Stigetid:.3 s 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 2.5 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 Tid(s) Figur 46 En enkeltpuls fra syklisk kryp test på Vegdirektoratets utstyr. 3.8.2 Syklisk stivhet Det ble her påført en helt annen pulsform enn ved bruk av NAT-utrustning. SINTEF logget to pulser, som figur 47 og 48 viser ble stigetiden målt til 53 ms og formfaktoren til,41. Vi må forvente at det med en slik pålasting måles en helt annen stivhet enn med NAT.

32 Vegteknisk avdeling, ITSM-test med 5µm deformasjon Stigetid:.53 s Kraft:.986 kn Formfaktor:.4 Vegteknisk avdeling, ITSM-test med 5µm deformasjon Stigetid:.53 s Kraft:.985 kn Formfaktor:.416 1.2 1.2 1. 1..8.8.6.6.4.4.2 Kraft SINUS.2 Kraft SINUS...5.1.15 -.2...5.1.15 -.2 Figur 47 Uttegning av 1. puls, Vegdirektoratets MTSutrustning. Figur 48 Uttegning av 2. puls, Vegdirektoratets MTSutrustning. 3.9 Konklusjon på kalibreringstesten. NCC Roads og SINTEF sine NAT-utrustninger trengte minimalt med kalibrering av giverne. Pulshøyde og -form var i god overensstemmelse med spesifikasjonene i [1]. Ved første kalibreringsrunde ble det avdekket betydelige feil ved KoLo Veidekkes utstyr. Etter at utstyret ble oppgradert viste andre kalibreringsrunde at giverne nå var rett kalibrert, med forbehold for den interne lengdegiveren som benyttes til måling av aksiell deformasjon. På grunn av dårlig tilgjengelighet ble den ikke sjekket. For ITSM-testen var pulshøyde og -form i god overensstemmelse med spesifikasjonene. Ved syklisk stivhet var det imidlertid fortsatt problemer. Den første lastpulsen var alt for stor, og pulshøyden stabiliserte seg senere på 92,4% av ønsket last. Vegdirektoratets utstyr ble undersøkt bare i første målerunde, og giverkalibreringen ble derfor ikke sjekket. Målingen av pulsform ved syklisk kryp viser imidlertid at kraftcella sannsynligvis måler rett. Pulsformen var også tilfredsstillende. Det har for øvrig liten interesse å undersøke pulsformen på dette utstyret, da denne reguleres av operatøren ved hver kjøring. Testingen av syklisk stivhet ble gjort med annen pulsform og frekvens enn for de andre utstyrene.

33 4 Uttak av feltprøver for sammenligningsmålinger Fra påkjøringsrampe til E6 ved Moss ble det høsten 22 tatt ut borprøver av Ab 16 (bitumen 7/1) og Ag 16 (bitumen 16/22), se figur 49. Det ble tatt ut 6 prøver med diameter 15 mm av hver massetype for testing av sylisk kryp. Prøvene ble kappet i laboratorium til tykkelser på 3 cm. Ved testing av syklisk kryp ble to prøver lagt oppå hverandre. Videre ble det tatt ut 5 prøver med diameter 1 mm av hver massetype for testing av dynamisk stivhet (E-modul). Disse prøvene ble sendt mellom de deltakende laboratorier for testing. For å se om prøvenes E-modul endret seg gjennom den runden, ble prøvene avslutningsvis testet på nytt ved laboratoriet som testet 1. gang (NCC Roads). I tillegg ble det tatt ut ca. 2 kg masseprøver fra verk, samt råmaterialer for eventuelt å kunne lage lab-blanda prøver. Resepter for massetypene er gitt i bilag 1. Figur 49 Uttak av borprøver for bestemmelse av E-modul og deformasjonsegenskaper.

34 5 Testmetoder og prosedyrer 5.1 Standarder 5.1.1 Bestemmelse av deformasjonsmotstand (dynamisk kryptest) Bestemmelse av deformasjonsmotstand ble utført etter følgende forslag til standard: PrEN 12697 Bituminous mixtures - Test methods for hot mix asphalt - Part 25 "Cyclic compression test" (juli 22). Her ble følgende metode benyttet: "Test method A - Uniaxial cyclic compression test with confinement". FAS Metod 468- ble i tillegg brukt som støtte. Hvert enkelt laboratorium sørget for kalibrering og kontroll av sitt utstyr. Dette gjaldt både testutstyret og kontroll av temperaturer. For å kontrollere at temperaturen var riktig ved testing ble det laget en "dummyprøve" med temperaturføler både i sentrum og på overflaten. 5.1.2 Bestemmelse av elastisk stivhet (E-modul) Bestemmelse av elastisk stivhet ble utført etter følgende forslag til standard: PrEN 12697, Bituminous mixtures - Test methods for hot mix asphalt Part 26: Stiffness (august 22). Her ble følgende metode benyttet: Annex C Indirect tension test on cylindrical specimens. FAS Metod 454-98 ble i tillegg brukt som støtte. Det ble laget en "dummyprøve" med temperaturføler både i sentrum og på overflaten slik at en fikk kontrollert at temperaturen var riktig ved testing. 5.2 Bestemmelse av romvekt Romvekt, d, ble bestemt ved bruk av metode 14.5623 Prøvens densitet; hydrostatisk overflatetørr i Statens vegvesen Håndbok 14, Laboratorieundersøkelser. Spesifikk densitet ble bestemt ut fra arbeidsresept, og hulrom i hver enkelt prøve ble beregnet. 5.3 Preparering av prøver 5.3.1 Dynamisk kryptest - Det ble benyttet 5 parallelle prøver. - Prøvene skal i henhold til standard ha en diameter på 148+/-5 mm og en høyde på 6+/-2 mm. Da tykkelsen av borprøvene var under 6 mm, ble to prøver på 3 mm lagt oppå hverandre under testing. - Ved testing skulle alle prøver ha den samme siden opp (den siden som vendte opp i felt skulle også vende opp ved testing). Det var derfor viktig at prøvene ble godt merket. - Prøvene ble saget i begge ender slik at hver prøve fikk to plane flater. Etter saging ble prøvene tørket i romtemperatur (temperaturen skulle ikke overstige 25 ºC). - Prøvene ble polert med slipepapir (Struers p 22). Til slutt ble støv fjernet fra flatene med børste.

35 5.3.2 Elastisk stivhet - Det ble benyttet 5 parallelle prøver. - Prøvene skal ha en diameter på 1±5 mm og en høyde på mellom 3 og 75 mm. I undersøkelsen ble en tykkelse på 6 mm tilstrebet. - Prøvene ble saget i begge ender slik at hver prøve fikk to plane flater. Etter saging ble prøvene tørket i romtemperatur (temperaturen skulle ikke overstige 25ºC). - På den ene flate siden ble prøvene merket med to diametrale linjer vinkelrett på hverandre. 5.4 Kondisjonering av prøver 5.4.1 Dynamisk kryptest - Prøvene ble lagret mellom 25 ºC. Prøvene skulle ikke lagres oppå hverandre. - Prøvene ble kondisjonert ved testtemperatur i minimum 4 timer og ikke mer enn 7 timer. - Prøvene ble smurt i hver endeflate med silikonfett (eks. Gleitmo 746) eller en blanding av glycerin og talcum. Alternativt ble flatene på utstyret smurt. - Testing ble utført ved +4 ºC. 5.4.2 Elastisk stivhet - Lagring av prøver over 4 dager skulle ikke overstige en temperatur på 5 ºC. - Prøvene ble lagret på en plan horisontal flate og skulle ikke lagres oppå hverandre. - Prøvene ble plassert i klimakammer ved testtemperatur. For å sikre riktig temperatur i prøven, ble en kontroll-prøve med temperaturfølere på overflaten og i senter av prøven plassert ved de øvrige prøver. - Testing ble utført ved følgende temperaturer; +5, +15 og +25 ºC. 5.5 Testprosedyrer 5.5.1 Dynamisk kryptest - Prøven ble forbelastet på 1 kpa i 1 min. Etter forbelastningen startet den sykliske belastningen med en aksiell belastning på 1 kpa, og totalt 36 lastpulser. - Deformasjon ble målt kontinuerlig under belastningsforsøket. - Dersom utstyret ikke kunne registrere nødvendige målinger automatisk, skulle målingene tas ut som foreslått i CEN-metoden ved henholdsvis: 2, 4, 6, 8, 1, 2, 4, 6, 8, 1, 2, 3, osv.-> 36 pulser. - Basert på målingene ble det tegnet deformasjonskurver mot antall lastsykler. Dersom aksiell deformasjon overskred 4. µstrain skulle antall lastsykler ved denne deformasjonen rapporteres. 5.5.2 Elastisk stivhet - Prøvene ble montert i apparaturen med en av de diametrale linjer vertikalt. - Det ble påført 1 kondisjonerende lastpulser før testingen startet. - Forsøket ble gjentatt ved å rotere prøven 9º. Dersom stivhetsmodulen fra denne kjøringen var i området +1 % til 2 % av verdien funnet i første kjøring, ble gjennomsnittsverdien av de to kjøringer angitt som prøvens stivhetsmodul. Dersom forskjellen mellom de to kjøringer var større enn angitt overfor skulle resultatet forkastes. Ny kjøring av prøven skulle ikke utføres før etter 24 timer.

36 6 Resultater og vurderinger 6.1 Spesifikk densitet Spesifikk densitet for de undersøkte masser er angitt i tabell 14. Tabell 14 Spesifikk densitet. Massetype Spesifikk densitet, s (g/cm 3 ) Ag 16 2,616 Ab 16 2,51 6.2 Dynamisk kryptest Data for de testede prøver er gitt i tabell 15 og 16 for henholdsvis Ag 16 og Ab 16. Detaljerte data for enkeltprøver er gitt i bilag 2. Tabell 15 Prøvedata for dynamisk kryptest av Ag 16. Hulrom øverst/nederst (%) Prøve Testet av laboratorium Sammensatt av Hulrom middel (%) 1 KoLo Veidekke A3/A5 5,9/1,2 8,5 2,46 2 KoLo Veidekke A37/A1 6,2/8,9 7,55 2,419 3 KoLo Veidekke A33/A6 6,4/8,7 7,55 2,419 4 KoLo Veidekke A31/A3 6,4/8, 7,2 2,429 5 KoLo Veidekke A54/A4 6,/8,1 7,5 2,431 6 Vegteknisk avd. A53/A8 6,4/7,7 7,5 2,431 7 Vegteknisk avd. A17/A19 6,4/7,6 7 2,433 8 Vegteknisk avd. A22/A5 6,5/8,1 7,3 2,425 9 SINTEF A39/A48 6,6/8,1 7,35 2,424 1 SINTEF A36/A2 6,5/7,3 6,9 2,437 11 SINTEF A23/A51 6,6/7,6 7,1 2,43 12 Vegteknisk avd. A34/A52 6,7/7,4 7,5 2,432 13 Vegteknisk avd. A21/A7 6,8/7,4 7,1 2,431 14 SINTEF A56/A46 6,8/7,2 7 2,433 15 SINTEF A11/A16 6,9/7, 6,95 2,434 16 NCC Roads A44/A49 5,5/8,8 7,15 2,429 17 NCC Roads A43/A47 5,6/7,8 6,7 2,441 18 NCC Roads A42/A14 5,6/7,2 6,4 2,448 19 NCC Roads A59/A26 5,7/7,2 6,45 2,448 2 NCC Roads A32/A9 5,8/7,1 6,45 2,448 Romdensitet (g/cm 3 )

37 Tabell 16 Prøvedata for dynamisk kryptest av Ab 16. Hulrom øverst/nederst (%) Prøve Testet av laboratorium Sammensatt av Hulrom middel (%) 1 KoLo Veidekke B52/B37,8/3,4 2,1 2,448 2 KoLo Veidekke B8/B23 1,/3,4 2,2 2,446 3 KoLo Veidekke B6/B33 1,1/3,1 2,1 2,448 4 SINTEF B48/B22 1,/3,4 2,2 2,451 5 SINTEF B46/B17 1,/3, 2, 2,452 6 SINTEF B56/B16 1,1/2,9 2, 2,451 7 KoLo Veidekke B11/B36 1,2/2,7 1,95 2,453 8 KoLo Veidekke B7/B21 1,2/2,5 1,85 2,455 9 Vegteknisk avd. B53/B19 1,1/2,4 1,75 2,457 1 Vegteknisk avd. B51/B39 1,2/2,4 1,8 2,455 11 Vegteknisk avd. B54/B34 1,2/2,3 1,75 2,458 12 SINTEF B4/B31 1,2/2,2 1,7 2,459 13 SINTEF B2/B5 1,2/1,5 1,35 2,468 14 Vegteknisk avd. B1/B3 1,4/2,6 2, 2,451 15 Vegteknisk avd. B3/B5 1,4/1,4 1,4 2,466 16 NCC Roads B55/B24,8/3,5 2,15 2,448 17 NCC Roads B47/B25 1,/2,9 1,95 2,452 18 NCC Roads B49/B26 1,1/2,8 1,95 2,452 19 NCC Roads B57/B15 1,2/2,8 2, 2,451 2 NCC Roads B6/B27 1,2/2,7 1,95 2,453 Romdensitet (g/cm 3 ) 6.2.1 SINTEF I figurene 5-53 er gangen i testing av dynamisk kryp vist. Figur 5 viser temperering av prøver. Figur 51 viser en prøve klar til testing, mens figur 52 og 53 viser henholdsvis Ab 16 og Ag 16 etter testing.

38 Figur 5 Ab 16-prøver under temperering i SINTEFs testkammer. Figur 51 Ab 16-prøve klar til testing i SINTEFs NU-1. Figur 52 Ab 16-prøve ferdig testet i SINTEFs NU-1. Figur 53 Ag 16-prøve ferdig testet i SINTEFs NU-1. Som det framgår av figur 52 og 53 er deformasjonen klart større for Ag-prøven enn for Abprøven. Ag-prøven har gått til brudd. Testresultater fra SINTEF er vist i figurene 54 og 55 for henholdsvis Ag 16 og Ab 16.

39 6 Ag16, SINTEFs utstyr Nr.9 : A39+A48 Aksiell deformasjon (µstrain) 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 Nr.1 : A36+A2 Nr.11 : A23+A51 Nr.14 : A56+A46 Nr.15 : A11+A16 Bruddgrense: 4 µstrain 36 lastpulser Antall lastpulser Figur 54 Deformasjon av Ag 16 på SINTEF sitt utstyr. 5 Ab16, SINTEFs utstyr Nr.4 : B48+B22 Aksiell deformasjon (µstrain) 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 Antall lastpulser Nr.5 : B46+B17 Nr.6 : B56+B16 Nr.12 : B4+B31 Nr.13 : B2+B5 Bruddgrense: 4 µstrain 36 lastpulser Figur 55 Deformasjon av Ab 16 på SINTEF sitt utstyr. Figur 54 viser at Ag16-massen passerer definert bruddgrense, 4. µstrain, etter ca 1-15 lastsykler. Prøve 11 når bruddgrensen noe raskere enn de øvrige prøver. Hulrommet i denne prøven er på 7,1 %, mens hulrommet i de andre prøver varierer fra 6,9 % til 7, 35 %. Ab16-massen har en aksiell deformasjon i området 27. 34. µstrain. Minste deformasjon har prøve 13, mens prøve 6 har den største deformasjonen. Midlere hulromsinnhold i de to prøvene er henholdsvis 1,35 og 2, %, jfr. tabell 16. 6.2.2 Vegdirektoratet, Vegteknisk avdeling Testresultater fra Vegteknisk avd. er vist i figurene 56 og 57 for henholdsvis Ag 16 og Ab 16.

4 Ag16 - Vegteknisk 6 Aksiell deformasjon (microstrain) 5 4 3 2 1 6 (A53/A8) 7 (A17/A19) 8 (A22/A5) 12 (A34/A52) 13 (A21/A7) Bruddgrense 5 1 15 2 25 3 35 Antall lastpulser Figur 56 Deformasjon av Ag 16 på Vegteknisk sitt utstyr. Ab16 - Vegteknisk 35 Aksiell deformasjon (microstrain) 3 25 2 15 1 5 9 (B53/B19) 1 (B51/B39) 11 (B54/B34) 14 (B1/B3) 15(B3/B5) 5 1 15 2 25 3 35 Antall lastpulser Figur 57 Deformasjon av Ab 16 på Vegteknisk sitt utstyr. Figur 56 viser at Ag 16-massen passerer definert bruddgrense, 4. µstrain, etter ca 29-34 lastsykler. Prøve 7 når bruddgrensen noe raskere enn de øvrige prøver, mens prøve 8 når bruddgrensen sist. Hulromsinnholdet ser ikke ut til å ha noen innvirkning på når bruddgrensen nås. Prøve 7 og prøve 8 har et midlere hulrom på henholdsvis 7 og 7,3 %, jfr. tabell 15.

41 Ab 16-massen har en aksiell deformasjon i området 22. 3. µstrain. Minste deformasjon har prøve 14, mens prøve 15 har den største deformasjonen. Midlere hulromsinnhold i de to prøvene er henholdsvis 2, og 1,4 %, jfr. tabell 16. 6.2.3 NCC Roads Testresultater fra NCC Roads er vist i figurene 58 og 59 for henholdsvis Ag 16 og Ab 16. Ag 16 - NCC Roads Aksiell deformasjon (microstrain) 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 16 (A44/A49) 17 (A43/A47) 18 (A42/A14) 19 (A59/A26) 2 (A32/A9) Maksimal deformasjon Antall lastpulser Figur 58 Deformasjon av Ag 16 på NCC Roads sitt utstyr. Ab16 - NCC Roads 45 Aksiell deformasjon (microstrain) 4 35 3 25 2 15 1 5 16 (B55/B24) 17 ((B47/B25) 18 (B49/B26) 19 (B57/15) 2 (B6/B27) Bruddgrense 5 1 15 2 25 3 35 Antall lastpulser Figur 59 Deformasjon av Ab 16 på NCC Roads sitt utstyr. Figur 58 viser at Ag 16-massen passerer definert bruddgrense, 4. µstrain, etter ca 12-17 lastsykler. Prøve 16 når bruddgrensen noe raskere enn de øvrige prøver, mens prøvene 17 og 19