STF50 A05064 Åpen RAPPORT Molde lufthavn Årø Oppfølging av rullebanens langtidsegenskaper Joralf Aurstad SINTEF Teknologi og samfunn Veg og jernbaneteknikk April 2005
2 English summary Since early 1990s the Norwegian Civil Aviation Administration (Avinor) has emphasized research and development on asphalt mix design and pavement maintenance techniques. The main objective is to achieve more lasting pavements adjusted to different traffic loadings and different climatic conditions. A monitoring program with distress identification and core sampling has been carried out on four Norwegian airport runways; Gardermoen, Molde, Evenes and Lakselv/Banak. From each of these runways, core samples for laboratory investigations have been collected regularly to study the mix and binder properties over time. This report gives a summary of the work done at Molde airport. The results are also compared with similar investigations done on the other airports.
3 INNHOLDSFORTEGNELSE English summary...2 1 Innledning...4 2 Utførte undersøkelser...4 3 Resultater...6 3.1 Dekketilstand...6 3.2 Materialsammensetning...7 3.3 Strekkfasthet, bruddtøyning og lastfordelingskoeffisient...8 3.4 Utmatting...9 3.5 Bindemiddelegenskaper, generelt...10 3.6 Bindemiddelegenskaper, lavtemperatur...13 4 Sammendrag...14 Referanser...16 Bilag 1 Bilag 2 Bilag 3 Bilag 4 Arbeidsresept Molde, toppdekke Ska16 Lavtemperaturkart over Norge Klassifisering av rullebaner ut fra tekstur Noen fotografier fra arbeidene på Molde
4 1 Innledning Prosjektet Oppfølging av flyplassdekkers nedbrytning og tilstandsutvikling over tid ble startet opp av Luftfartsverket/Avinor i 1993, med formål å vinne erfaringer med skadeutviklingen på flyplassdekker under ulike klimatiske forhold. I prosjektet har inngått periodisk tilstandskartlegging og prøvetaking på rullebanene på gamle Gardermoen (avsluttet 1998), Molde lufthavn, Evenes lufthavn samt Lakselv lufthavn/banak. Arbeidene på Banak har vært utført i regi av FBT/Forsvarsbygg. Rullebanen på Molde lufthavn ble rehabilitert i 1993. Som nytt toppdekke ble valgt Ska16 med bitumen B180 som bindemiddel. Arbeidsresepten finnes i bilag 1. Uttak av borprøver fra banen og laboratorieanalyser av disse er tidligere utført i 1994, 1996 og 1998. Resultatene fra disse arbeidene finnes i egne arbeidsnotater [1], [2], [3]. Molde er bindemiddelforseglet to ganger i perioden, først med Neomex (emulsjon) i 1997 og senere med Pentack (emulsjon) i 2002. Dette er preventive vedlikeholdstiltak som skal gi økt binding i toppen av asfaltdekket og redusere faren for oppsprekking, steinslipp o l. Høsten 2004 ble så de avsluttende prøvetakinger og tilstandsregistreringer foretatt. Denne rapporten gir en samlet oppsummering av resultatene fra Molde lufthavn. Det er også gjort en sammenligning med de andre flyplassene. 2 Utførte undersøkelser Ved rehabiliteringen av rullebanen i 1993 ble lengde og tverrprofil rettet opp med asfaltmasser over eksisterende dekke, før det nye toppdekket ble lagt, jfr figur 1. I forbindelse med prøvetakingene i 1994, ble også en del prøver av disse lagene (avrettingslag og gammelt dekke) analysert [1]. De senere undersøkelsene har bare vært konsentrert om topplaget, jfr figur 2. I borpunktene 11 m ut fra senterlinja er summen av gammelt dekke og avretting 7 cm (vanskelig å skille mellom lagene) Figur 1 "Gjennomsnittsprofil" for asfaltdekket på rullebanen på Molde lufthavn etter rehabilitering (på basis av prøver tatt ut i 1994)
Figur 2 Skisse over prøveuttak på rullebane 0725 Molde lufthavn 2004 5
6 SINTEF har hvert år og på hver flyplass fulgt samme prosedyre ved uttak av prøver og påfølgende reparasjoner. For fotos og nærmere beskrivelser av dette, se [4]. De siste kartlegginger og prøvetakinger på Molde lufthavn ble utført 29. november 1. desember 2004: Banen ble først gått over manuelt for registrering av overflatetilstand og kartlegging av spesielle skader. Deretter ble prøver tatt ut i 10 profiler à 6 borkjerner, dvs totalt 60 prøver. Dette var etter samme mønster som i 1996 og 1998, se figur 2. Profileringen er gjort med utgangspunkt i terskel 07 (definert som profil 0). Prøvene ble som vist på figuren tatt ut vekselvis ved senterlinja, midt mellom senterlinje og skulder, og ute ved skuldra. I tilknytning til prøvetakingspunktene er det utført ruhetsmålinger ved bruk av sandflekkmetoden. I samsvar med tidligere års undersøkelser ble følgende laboratorieundersøkelser foretatt på et utvalg av dekkeprøvene: Ekstraksjonsanalyse Hulromsbestemmelse Spaltestrekkforsøk (med bestemmelse av lastfordelingskoeffisient) Bindemidlet i asfaltprøvene er gjenvunnet i rotasjonsfordamper. På dette bindemidlet er det bestemt: Penetrasjon ved 25 C Dynamisk viskositet ved 135 C Mykningspunkt 3 Resultater 3.1 Dekketilstand Kartleggingen av rullebanen høsten 2004 viste at forholdene jevnt over så veldig bra ut, det ble ikke observert mange skader av betydning. De stedlig ansvarlige var også godt fornøyd med banen (god friksjon, lite steinslipp). Noen fotografier fra registreringene 2004 er vist i bilag 4. For å få et mål på overflatestrukturen ble det foretatt ruhetsmålinger ved bruk av sandflekkmetoden (test 15.4281 i Håndbok 015 Feltundersøkelser 1997). Resultatene er vist i tabell 1. Her framgår også tilsvarende resultater fra 1996.
7 Tabell 1 Ruhetsmålinger Molde lufthavn, toppdekke Ska16 Målepkt Ruhet rh (mm) (profil) 1996 2004 37 237 437 637 737 837 1037 1237 1437 1537 1,81 1,93 2,60 1,87 1,34 2,48 1,96 1,87 2,52 1,63 1,66 2,32 1,96 2,14 1,96 2,32 2,14 2,14 1,81 1,96 MIDDEL 2,00 2,04 Målt ruhet oppviser ingen klare forskjeller fra 19962004. Dekket har jevnt over en svært grov overflatetekstur, tilsvarende Surface type E ved klassifisering av rullebaner i AIP SUP (se bilag 3). Dette stemmer også med det visuelle inntrykket. 3.2 Materialsammensetning I samsvar med tidligere års undersøkelser ble følgende laboratorieundersøkelser foretatt på et utvalg av dekkeprøvene i 2004: Ekstraksjonsanalyse Hulromsbestemmelse Spaltestrekkforsøk (med bestemmelse av lastfordelingskoeffisient) Ved de forrige prøvetakingene er et stort antall prøver ekstrahert for bestemmelse av bindemiddelinnhold og hulrom. Resultatene for hulrom har vist seg å sprike ganske mye, og det er framkommet til dels urealistiske verdier. Det kan være problematisk å beregne eksakt hulrom på dekker med svært grov makrostruktur. Dette knytter seg først og fremst til bestemmelsen av prøvenes volum. Ved store mengder fiber i massen kan det også bli problemer med pyknometeranalysene (bestemmelse av steinmaterialets spesifikke vekt). I 2004 ble det derfor lagt mindre vekt på kontroll av massesammensetningen (mindre antall prøver analysert). Resultater fra analysert materialsammensetning er vist i tabell 2. Her framgår også tilsvarende resultater fra 1994, 1996 og 1998. Prøvene tatt ut i de mellomliggende profiler (237, 637 osv) er brukt til bindemiddelgjenvinning og bindemiddelanalyser (se kapittel 3.5). Det vil alltid være en usikkerhetsfaktor knyttet til "naturlige" variasjoner og inhomogeniteter i et asfaltdekke, og kanskje spesielt i en så pass grov Ska som denne på Molde lufthavn. I et slikt material skal det godt gjøres at to borprøver er eksakt like, selv om de er tatt ut helt ved siden av hverandre. Dette må man huske når man sammenligner analyseresultater over flere år.
8 Tabell 2 Materialsammensetning ut fra borprøveanalyser, toppdekke Ska16 Molde lufthavn Densitet (g/cm 3 ) Bindemiddelinnhold (%) Hulrom (%) Profil 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 37 237 437 637 737 837 1037 1237 1437 1537 2,359 2,301 2,304 2,366 2,269 2,368 2,355 2,340 2,316 2,355 2,320 2,375 2,375 2,332 2,368 2,397 2,398 2,367 2,349 2,361 2,333 2,388 2,390 2,336 2,378 2,388 2,391 2,383 2,358 2,383 2,355 2,393 2,383 2,326 2,381 6,53 6,39 6,80 6,89 6,38 6,25 6,55 6,54 6,98 6,15 6,52 6,38 6,54 6,63 6,16 6,24 6,56 6,32 6,58 3,5 5,8 5,3 2,7 7,3 4,1 4,2 4,0 2,1 7,2 (0,0) 1,4 (0,8) (0,8) 2,5 (0,9) (0,7) (0,0) 2,9 MIDDEL 2,320 2,350 2,370 2,374 6,60 6,49 6,45 6,43 4,9 4,3 (1,1) (1,1) RESEPT 6,0 ± 0,4 3,5 ± 1,5 (?) Data er hovedsakelig basert på én analysert prøve pr profil. Verdier i parentes bør utelates pga åpenbare feilmålinger Resultatene viser følgende hovedtrekk: Densitet: På arbeidsresepten (bilag 1) foreligger ikke Marshalldata, og dermed heller ikke tilsiktet densitet. Men tabell 2 viser en viss densitetsøkning over tid, dette er også observert på de andre flyplassene. Noe etterkomprimering vil nok naturlig finne sted. Bindemiddelinnhold: Her ses en fallende tendens fram til 1996. Dette har man også sett på de andre flyplassene, noe bindemiddel vil kontinuerlig slites bort i toppen av dekket, og det tilføres en del finstoff fra eksternt hold (sand, støv etc.). I perioden 19962004 er imidlertid nedgangen marginal, man ville kanskje vente en ytterligere og større endring over så lang tid. Det kan synes som om de utførte forseglingene i 1997 og 2002 har stabilisert bindemiddelinnholdet (bindemiddelinnholdet i ulike sjikt er ikke undersøkt, de foreliggende verdier er for hele dekketykkelsen under ett). I forhold til arbeidsresepten ligger bindemiddelinnholdet i overkant av planlagt nivå (6,0 ± 0,4 %). Dette er normalt positivt med tanke på skadeutvikling på moderat trafikkerte flater, rikelig bindemiddel skal gi bedre aldrings og forvitringsmotstand. Hulrom: Hulrommet vil ofte følge densitetsutviklingen, når densiteten øker reduseres hulrommet (pga etterkomprimering pluss tiltetting av porene med diverse finstoff). Nedgangen fra 1994 til 1996 er i den sammenheng naturlig. Men det store nivåspranget fra 4,3 til 1,1 % må skyldes måletekniske problemer og usikkerheter, flere verdier er åpenbart for lave (se foran). Arbeidsresepten på Moldedekket er uspesifisert vedrørende hulrom, men normalt vil toleransekravet være 25 % (3,5 ± 1,5 %). 3.3 Strekkfasthet, bruddtøyning og lastfordelingskoeffisient For å få et mål på dekkets styrke og stabilitetsegenskaper er det foretatt indirekte strekkforsøk (spaltestrekk) på uttatte borprøver. Ut fra dette er det så beregnet lastfordelingskoeffisienter.
9 Gjennomsnittsverdier for hvert prøvepunkt framgår av tabell 3. Tabell 3 Resultater spaltestrekkforsøk 19942004, toppdekke Ska16 Molde (gjennomsnittsverdier) Målepkt Strekkfasthet (kpa) Bruddtøyning (mm) Lastfordelingskoeffisient (a) (profil) 1 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 37 237 437 637 737 837 1037 1237 1437 1537 283 232 213 276 263 235 224 237 209 259 355 324 334 388 306 309 296 275 273 321 368 315 310 392 348 347 287 301 341 316 438 308 286 293 4,3 4,4 4,6 4,6 4,9 4,6 5,1 4,5 5,0 4,3 2,6 2,6 2,6 2,8 3,0 2,6 3,1 3,0 3,3 2,9 2,9 2,8 2,4 3,0 3,1 2,7 3,3 2,8 2,9 2,7 3,3 2,5 3,1 3,2 2,49 2,33 2,27 2,47 2,43 2,34 2,31 2,35 2,26 2,42 2,69 2,61 2,63 2,77 2,56 2,57 2,53 2,47 2,47 2,59 2,72 2,59 2,57 2,78 2,67 2,67 2,51 2,55 2,65 2,59 2,89 2,57 2,50 2,52 MIDDEL 243 318 333 331 4,6 2,9 2,9 3,0 2,37 2,59 2,63 2,62 1 Tre borprøver testet i hvert profil, angitte verdier er middel av disse tre Resultatene viser følgende hovedtrekk, rullebanen sett under ett: Strekkfastheten ved 25 C viser en tydelig økning, spesielt de første årene. Dette er et vanlig aldringstegn, asfaltdekket blir stivere og mindre fleksibelt. Det er normalt at endringene blir mindre etter hvert som tiden går (mindre forskjeller 19961998 enn 19941996), men den totale utflatingen etter 1998 er nesten påtakelig. Det er nærliggende å koble også dette opp mot de to bindemiddelforseglingene som er utført. Lastfordelingskoeffisienten er etter norske vegnormaler direkte knyttet opp mot strekkfastheten ved 25 C; averdien øker når strekkfastheten øker. Resultatene viser at lastfordelingskoeffisienten i snitt har økt fra a = 2,37 i 1994 til til a = 2,62 i 2004. Men endringen er marginal etter 1996. Bruddtøyningen viser ikke uventet nedgang den første tiden. Men også denne har etter 1996 holdt seg på samme nivå. Dette kan også være et tegn på at bindemiddelforseglingene har hatt tilsiktet effekt. 3.4 Utmatting I forbindelse med feltregistreringene i 1994 ble det saget ut prøver av toppdekket på 3 steder langs banen med tanke på utmattingsforsøk (profil 37, 737 og 1437 i figur 2). Av disse ble det preparert og testet 6 prøver i SINTEFs bjelkeutmattingsrigg. Tilsvarende prøver ble også tatt ut fra banedekket ved Lakselv lufthavn/banak. Dette asfaltdekket er like gammelt (lagt 1993), men er av type Ska11 med polymermodifisert bitumen (SBS). Resultatene fra disse utmattingstestene er oppsummert i figur 3. Begge dekkene er her testet to år etter at de ble lagt ut.
10 log (tøyning) 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 Banak Molde 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 log (lastpulser) Figur 3 Utmattingskurver for Skadekkene på Molde og Banak (Prøvebetingelser: Konstant spenningssituasjon, lastpuls 0,05 sek, hvileperiode 0,95 sek, temperatur +5 C) Figuren viser tydelige forskjeller i teoretisk utmattingslevetid på disse to dekkene. Kurven for det polymermodifiserte Banakdekket ligger høyere, dvs dette dekket skal ved et gitt tøyningsnivå tåle langt flere trafikkbelastninger (lastpulser) før det sprekker opp av utmatting. 3.5 Bindemiddelegenskaper, generelt Prosedyre: Hvordan egenskapene til bindemidlet utvikler seg er sentralt når man skal kartlegge aldringen i et asfaltdekke. Bindemiddel fra de uttatte borprøvene er derfor ekstrahert, gjenvunnet og testet på nytt. Dette er gjort på samme måte både i 1994, 1996, 1998 og 2004. Da aldringen hovedsakelig utvikler seg fra dekkeoverflaten og nedover, er bindemidlet undersøkt i 3 ulike nivå i asfaltdekket. Dette er gjort ved å kappe prøvene slik at bindemiddel kan gjenvinnes fra hhv øverste 10 mm (lag 1), dybde 1020 mm (lag 2) og dybde > 20 mm (lag 3). Prinsippet er skissert i figur 4. Figur 4 Kapping av prøver for bindemiddelgjenvinning
11 Ekstrahert bindemiddel fra prøvene er gjenvunnet ved bruk av Büchi 011 rotasjonsfordamper. På dette bindemidlet er det så målt dynamisk viskositet (Brookfield rotasjonsviskosimeter) penetrasjon mykningspunkt For å få tilstrekkelig mengde bindemiddel å måle på, har det vært nødvendig å slå sammen borprøver fra tilgrensende profiler. De foreliggende verdier kan derfor sies å representere biter av rullebanen. Det er undersøkt to slike biter av banen. Oppsummering resultater: Resultater fra bindemiddelanalysene framgår av tabell 4. Detaljerte data for originalt bindemiddel foreligger ikke, men det skal være en standard bitumen B180. Ut fra et normalt aldringsforløp med ordinært bindemiddel vil man forvente å måle konsekvent økt viskositet, redusert penetrasjon og økt mykningspunkt med tiden. Graden av endring vil variere, bl a avhengig av dybdenivå (avstand fra overflaten). Tabell 4 viser at det meste av dette synes å stemme på Molde lufthavn. Aldringen skjer tydelig raskest i toppen av dekket; ut fra målt penetrasjon er lag 1 stivere enn lag 2 og 3 for alle prøver. Det kan spores en gradvis reduksjon i hardhet med dybden. Stivhetsøkningen markerer seg også gjennom høyere mykningspunkt og økt viskositet. Molde lufthavn er som nevnt rapportert å være bindemiddelforseglet to ganger, i 1997 (Neomex) og 2002 (Pentack). Dette er preventive vedlikeholdstiltak som skal gi økt binding i toppen av asfaltdekket og redusere faren for oppsprekking, steinslipp o l. Tabell 4 Resultater fra bindemiddelundersøkelser Molde lufthavn 19942004 (toppdekke Ska16 m/b180) Penetrasjon ved 25 C Dynamisk viskositet Profil/ Mykningspunkt ( C) lag nr 1 (0,1 mm) ved 135 C (cps) 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 1994 1996 1998 2004 0700 Lag 1 Lag 2 Lag 3 78 95 61 91 79 50 89 85 49 98 88 47 45 49 45 46 51 45 46 51 45 45 370 330 420 320 350 510 400 380 580 420 500 7001300 Lag 1 Lag 2 Lag 3 84 102 61 100 98 50 95 96 44 90 93 46 44 49 43 43 51 45 44 52 46 45 350 320 410 300 310 520 340 340 750 460 430 1 Lag nr refererer til figur 4 Verdt å merke seg er at det ut fra penetrasjon og mykningspunkt synes å ha skjedd langt mindre endringer fra 1998 til 2004 enn i perioden 19941998. Aldringsutviklingen vil normalt flate ut over tid, men dette er nok også en indikasjon på at forseglingstiltakene har hatt noe for seg.
12 Målt i det høyere temperaturområdet (viskositet) er denne effekten ikke så synlig, som tabell 4 viser har dekket her jevnt over en lavere flyteevne (høyere viskositet) i 2004. Viskositetsmålingene fanger også opp at det skjer en viss langtidsaldring også lenger nede i dekket. Sammenligning med andre flyplasser: I tillegg til Molde har Avinor også hatt tilsvarende prosjekter gående på Gardermoen og Evenes lufthavn. Dessuten har utviklingen på Lakselv lufthavn/banak blitt fulgt opp i regi av FBT/ Forsvarsbygg. Hvilke dekketyper dette dreier seg om er vist i tabell 5. Sammenligner man aldringsutviklingen på Molde lufthavn med disse andre flyplassene som har inngått i langtidsoppfølgingen, uttrykt gjennom midlere penetrasjonsverdier, får man et bilde som vist i figurene 5 og 6 (for henholdsvis lag 1 og lag 2). Tabell 5 Norske flyplassdekker (rullebaner) med langtidsoppfølging av aldringsutviklingen Flyplass Alder (siste dekkefornyelse) Dekketype, bindemiddel Oslo Gardermoen 1989 Ab11, B180 (grovrillet) Molde 1993 Ska16, B180 Merknad Prosjektet avsluttet 1998, rullebanen reasfaltert Evenes 1994 Ska16, B180 Lakselv Banak 1993 Ska11, PmB (B250 + SBS) Penetrasjon 25 o C (0.1 mm) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gardermoen Molde Evenes Banak Dekkealder (år) Figur 5 Utvikling i penetrasjonsverdi på rullebanedekkene ved Gardermoen, Molde, Evenes og Banak. Gjelder øvre sjikt (010 mm)
13 Penetrasjon 25 o C (0.1 mm) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Dekkealder (år) Gardermoen Molde Evenes Banak Figur 6 Utvikling i penetrasjonsverdi på rullebanedekkene ved Gardermoen, Molde, Evenes og Banak. Gjelder lag 2 (dybde 1020 mm) Figurene viser følgende hovedtrekk: Utviklingen for de to Ska16dekkene på Molde og Evenes er identisk! [5] Det gamle grovrillede Ab11dekket på Gardermoen har størst aldring (uttrykt gjennom redusert penetrasjon) av de som er sammenlignet. PmBdekket på Banak flater ut på et høyere penetrasjonsnivå i toppen enn de andre dekkene med standard bitumen. Dette til tross for at Banak hadde det stiveste bindemidlet av de fire (men merk tabell 5; basis før SBSmodifiseringen var B250). Forskjellene er mindre når man kommer lenger ned i dekket (lag 2). Man ser en oppmyking fram mot år 4 på Banakdekket (topppunkt). Deretter skjer en dropp i penetrasjon og et normalisert aldringsforløp videre. Dette er påvist å samsvare godt med utviklingen i skademønster på denne flyplassen [4]. [Det må anføres at det er en del laboratorietekniske usikkerheter knyttet til gjenvinning og retesting av PmB (vil gjenvinningsprosessen forandre polymerstrukturen i bindemidlet, hvor mye vil små variasjoner i forbehandling og testprosedyrer slå ut osv). Inntil videre har man på SINTEF valgt å holde fast ved samme prosedyrer som for ordinære, umodifiserte bindemidler.] 3.6 Bindemiddelegenskaper, lavtemperatur Molde lufthavn ligger geografisk slik til at det ikke bør være fare for oppsprekking av dekket som følge av lave temperaturer. Dette er mer kritisk for flyplasser langt nord og langt øst i Norge (eksempelvis Banak og Røros). Som en ekstra kontroll ble det likevel gjort en lavtemperaturkontroll av bindemiddel ekstrahert og gjenvunnet fra 1998prøvene, jfr tabell 4. Ved bruk av Bending Beam Rheometer (BBR) ble kritisk lavtemperatur bestemt for alle tre sjikt i dekket, jfr figur 4.
14 I BBR bestemmes to parametere, henholdsvis stivhet (Sverdi) og spenningsrelakserende evne (mverdi). Disse parametrene skal når de måles ved laveste forventede dekketemperatur oppfylle visse krav gitt i Superpavespesifikasjonen (S < 300 MPa, m > 0,300). Den temperatur hvor disse kriteriene overskrides angir dermed kritisk temperatur med tanke på oppsprekking T min (av måletekniske hensyn bestemmes normalt S og m 10 C over T min ). Resultatene er oppsummert i tabell 6. Tabell 6 Bestemmelse av kritisk lavtemperatur, bindemiddel fra Molde lufthavn 1998 Profil/ Lag nr Temp hvor S(60s) = 300 MPa Temp hvor m(60s) = 0,300 Kritisk lavtemperatur, T min 0700 Lag 1 21,7 C 24,1 C 31,7 C 0700 Lag 2 23,1 C 26,8 C 33,1 C 0700 Lag 3 23,1 C 26,5 C 33,1 C Utslag av aldring i toppen av asfaltdekket ser man også her, lag 1 har en til to grader dårligere buffer mot skader pga lave temperaturer enn lag 2 og lag 3. I bilag 2 finnes kart over de forventet laveste lufttemperaturer i Norge. Ut fra disse kan man for Molde lese at det er 50 % sjanse for vintertemperaturer < 16 C og 2 % sjanse for vintertemperaturer < 22 C. Bindemidlets lavtemperaturkapasitet ut fra tabell 6 ligger godt under disse lokale temperaturene, hvilket bekrefter at det ikke skal være fare for slik oppsprekking i Molde. 4 Sammendrag Om prosjektet: Rullebanen på Molde lufthavn ble rehabilitert og fikk nytt dekke i 1993. Som nytt toppdekke ble det valgt en Ska16 med bitumen B180 som bindemiddel. For bl a å studere aldring og skadeutvikling, har Avinor/Luftfartsverket fulgt opp dette banedekket med skaderegistreringer og prøvetakinger i tiden etterpå. Tilsvarende oppfølging har også blitt foretatt på rullebanene på Evenes og Banak samt Gardermoen (fram til 1998). Siden toppdekket ble lagt i 1993 er det gjort fire serier med dekketilstandsvurderinger, prøvetakinger og analyser av asfalten (1994, 1996, 1998, 2004). Rullebanen har blitt bindemiddelforseglet to ganger i perioden, først med Neomex (emulsjon) i 1997 og senere med Pentack (emulsjon) i 2002. Dette er preventive vedlikeholdstiltak som skal gi økt binding i toppen av asfaltdekket og redusere faren for oppsprekking, steinslipp o l. Tilstandsutvikling, skader: Tilstandskartleggingen viser at dekket er i svært bra forfatning, det er ikke observert skader av betydning. Målinger viser at banen har en veldig grov makrostruktur (høy ruhet) i forhold til vanlige asfaltdekker. De stedlig ansvarlige er godt fornøyd med banen (god friksjon, lite steinslipp).
15 Materialsammensetning: Analyser i lab viser at massesammensetningen er i god overensstemmelse med arbeidsresepten. Det kan spores en liten økning i densitet og en liten nedgang i bindemiddelinnhold, dette er naturlig ut fra en viss etterkomprimering og en viss overflateslitasje. Bindemiddelinnholdet er i gjennomsnitt relativt høyt (> 6,4 %), noe som er gunstig med tanke på aldring og forvitring. Styrke og stabilitetsegenskaper: Først i perioden skjedde en markant økning i strekkfasthet og tilsvarende reduksjon i bruddtøyning. Dette er et vanlig aldringstegn; asfaltdekker blir etter hvert stivere og mindre fleksible. Men spesielt for Molde lufthavn er at endringene synes å ha avtatt vesentlig etter 1998. Det kan tyde på at aldringsutviklingen har blitt bremset med de preventive vedlikeholdstiltakene som er utført. Bindemiddelegenskaper: De utførte målingene gjennom perioden viser følgende hovedtrekk: Aldring (målt som redusert penetrasjon / økt mykningspunkt / økt viskositet) skjer raskest i det øvre sjiktet av dekket (øverste 10 mm). Her er man i 2004 nede på en penetrasjon tilsvarende B40B50. Utviklingen er vesentlig langsommere lenger nede i asfaltdekket. Moldedekket ble behandlet med bindemiddelforsegling i 1997 og 2002. Dette synes å ha hatt innvirkning også på målte bindemiddelegenskaper i lab; endringene er svært små etter 1998. Aldringsutviklingen på Molde lufthavn følger nærmest identisk utviklingen på Evenes. Begge disse flyplassene har Ska16dekke med bindemiddel B180. Det kan altså ikke spores noen forskjeller knyttet til klima etc for disse dekkene. Aldringsutviklingen for disse Ska16dekkene på Molde og Evenes synes å ligge mellom det gamle dekket på Gardermoen og dekket på Banak. På Gardermoen låg et grovrillet Ab11dekke med B180. Dette har hatt den største aldringen av de som er sammenlignet (dette dekket ble overasfaltert i 1998). Banakdekket er av type Ska11 med PmB som bindemiddel, dette virker å ha den gunstigste aldringsutviklingen (målt med penetrasjon). En sammenligning av klimatiske forhold (vintertemperaturer) i Molde opp mot bindemidlets kritiske lavtemperaturkapasitet bestemt ved BBRforsøk viser at det ikke er fare for temperaturoppsprekking ved Molde lufthavn. Konklusjon: Den valgte dekkeløsning synes å fungere svært godt på Molde lufthavn. Etter 11 år kan det nesten ikke spores skader på banen. Rullebanen har en grov makrostruktur som sammen med riller er en god sikkerhet mot vannplaning. Preventive vedlikeholdstiltak med bindemiddelforsegling utført i 1997 og 2002 virker å ha hatt god effekt, også på de målte dekke og bindemiddelegenskapene.
16 Referanser [1] "Asfaltprøver fra rullebanen på Molde lufthavn 1994 Resultater fra laboratorieanalyser" SINTEF Notat datert 19940330 [2] "Molde lufthavn, Årø Resultater fra dekkeundersøkelser 1996" SINTEF Notat datert 19970220 [3] "Molde lufthavn, Årø Resultater fra dekkeundersøkelser 1998" SINTEF Notat datert 19990409 [4] Lakselv lufthavn Banak Oppfølging av rullebanens langtidsegenskaper SINTEF rapport STF50 A05063, datert 20050404 [5] Evenes lufthavn Oppfølging av rullebanens langtidsegenskaper SINTEF rapport STF50 A05065, datert 20050408
Bilag 1 Arbeidsresept Molde, toppdekke Ska 16
Bilag 2 Lavtemperaturkart over Norge
Bilag 3 Klassifisering av rullebaner ut fra tekstur
Bilag 4 Noen fotografier fra arbeidene på Molde
1996: Prøvetaking i solskinn, St Hans 1996 Helhetsinntrykk: Jevn og fin dekketilstand med grov makrotekstur, ingen skader av betydning
2004: Prøvetaking månedsskiftet november/desember Generelt svært bra dekketilstand, grov men tett overflate
En liten flekk med steinløsning (slaghull) var nesten eneste skade å oppdrive Dekket kjennetegnes av høy ruhet (grov makrotekstur)
6 borprøver på hvert sted i likhet med tidligere år De gamle lappingene fra de tidligere prøveuttakene var i god forfatning