Aktiv Design Vägprojektering  Vägbyggnad               Anders Huvstig VGtav
Två vägar med samma trafik och samma     typ av konstruktion, men olika ålder   35 år gammal motorväg med s.k.       25 år...
E6 Fastarp – Heberg efter 7 år               Referens 10,7 mm spår + 55 %       Fas 6,9 mm spår3                        20...
SANDWICHKONSTRUKTION• I Sydafrika bygger man idag                                5 cm asfalt (polymer)  många vägar efter ...
SANDWICHKONSTRUKTION I FRANSKA NORMER
Aktiv Design kan ge dubbel livslängd utan                    extra kostnad!                                               ...
Vad behöver förändras?• Analys och utredning av lämpligaste konstruktion  av vägöverbyggnaden under projekteringen!• Val a...
Aktiv DesignAktiv Design innebär att man under  projekteringen förbereder olikaalternativa lösningar för att hantera     n...
Hur konstruerar vi en vägöverbyggnad idag?      Vägteknik har en mycket      lång historisk bakgrundEn väg för 2000 år sed...
Nedbrytningshastighet hos olika delar av en väg “Livslängd” år        Verkligtill första åtgärd   livslängd1612  8        ...
Spårbildning för olika 100 meters testsektioner med samma       trafik på Rv 44 vid Grästorp. Sektion 5 och 6 är byggd i  ...
Förlängning av tid för underhållsåtgärd om tvåsektioner, 7 och 8, gjorts ”starkare” vid investeringen                     ...
Kan man få en jämnare            nedbrytningstakt längs hela vägen? “Livslängd” år        Verkligtill första åtgärd   livs...
Att flytta 2-4 cm asfalt från sektion 5 och 6(bergskärning) till sektion 7 och 8 kostar ingenting!18.016.014.0            ...
Vägar byggda efter BYA före 1973
Vägar byggda efter BYA före 1973 (Tabell 5)24 cm asfalt             14 cm asfalt86 cm grovkross, tätat   Berget tätat med ...
UTMATTNING AV EN BELÄGGNING                                  5 ton                                                        ...
Förändring av beläggningstjocklek vid olikavärden på bärighet mätt med plattbelastning                                 Asf...
Tysk DIN norm                   X cm                      X - 2 cmBärighet 150 MPa          Bärighet 180 MPa              ...
BYA före 1973                29 cm                    19 cm                24 cm                    14 cmJordterrass      ...
Provning: Plattbelastning21Utrustning för mätning av bärighet med plattbelastning
TriaxialtestRubber membrane                    Vacuum                     Rubber membrane                     mmembrane   ...
Triaxial test ”Utmattningslast”     εp =            eller “Shake Down last”     Permanenta     deformationer             σ...
Spårbildning i en väg vid spänningar under ”Plastic                Shake down limit”Permanent deformation (spår)          ...
Spårbildning på 2 olika testsektioner                             på Rv 46 vid Trädet                                     ...
Rv 34 Målilla                     1S              Uppmätt                        16.0                                     ...
HVS försök med olika material                                                                                 Surface Mean...
Resultat från triaxialförsök                        12000                                    Sekvens 1     Sekvens 2      ...
Spårbildning i en väg beroende på spänningsnivån   Permanent deformation (spår)                                     B = De...
Spårbildning i en väg beroende på  spänningsnivån, där de permanenta  deformationerna delats upp i en  ”komprimeringsdel” ...
Komprimering vid packningsförsök
Triaxialförsök på obundna lagerGer följande data/materialegenskaper:• Olinjär dynamisk elasticitetsmodul  (resilientmodul)...
Verklig uppmätt spårbildning på två sektioner av                 samma väg med exakt samma trafik                         ...
VägFEM ger spänningsnivån i hela vägkroppen
Analys av spänningsnivåer i vägkroppen              A. Nässjö underkant förstärkningslager                  Plastic creep ...
Aktiv design i terrasseringsarbetet                                    Bestäm tjocklek på                                 ...
Aktiv design i överbyggnadsarbetet                                    Mät volymvikt på bärlager:                          ...
Förslag till bonusbelopp (liten asfalttjocklek)       Minsta tillåtna plattbelastningsvärde enligt ATB VÄG 125 MPaPlattbel...
Aktiv design för bestämning av                   beläggningstjocklek      Tjocklek på asfaltlager,      anpassat efter ”bä...
Tack för uppmärksamhetenIdag vet vi hur vi ska bygga bra vägar – om vi vill?
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Session 40 Anders Huvstig

432 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
432
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Session 40 Anders Huvstig

  1. 1. Aktiv Design Vägprojektering Vägbyggnad Anders Huvstig VGtav
  2. 2. Två vägar med samma trafik och samma typ av konstruktion, men olika ålder 35 år gammal motorväg med s.k. 25 år gammal motorväg med s.k. BBÖ, arbetsindränkning och 15 cm tjock indränkning plus 13 cm tjockbeläggning. Ca 40 000 fordon per dygn beläggning. Ca 40 000 fordon per dygn med ca 10 – 15 % tung trafik. med ca 10 – 15 % tung trafik. Beläggningen är fortfarande i gott 2 Beläggningen är krackelerad och skick. ojämn.
  3. 3. E6 Fastarp – Heberg efter 7 år Referens 10,7 mm spår + 55 % Fas 6,9 mm spår3 2011-10-26 Swedish Road Administration
  4. 4. SANDWICHKONSTRUKTION• I Sydafrika bygger man idag 5 cm asfalt (polymer) många vägar efter ett koncept med sandwich Stabiliserat material konstruktion.• Man får en mycket liten spårbildning för vägar med upp till 6 miljoner tunga fordon.• Denna konstruktion finns även i de franska normerna Terrass 4 Terrass Kostnad < 50 % av ATB VÄG Swedish Road Administration
  5. 5. SANDWICHKONSTRUKTION I FRANSKA NORMER
  6. 6. Aktiv Design kan ge dubbel livslängd utan extra kostnad! 6 V Ä GV E R K E T E6 Ljungskile - Torp V ägversion: 20051211 P MS Göteborgs och Bohus län , Väg: 6.00 St rä c k a : 7 9 0 0 0 - 9 9 0 0 0 , Kö rf ä l t : 1 0 , Ri k t n i n g : F ra m å t , Si d a f ö r v ä g d a t a : 1 20060223, 16.58 5 – 6 år 79000 83000 87000 91000 95000 99000 Trafik(Å D T) 1) 2) 3) 4) 8640 5) 6630 6) 7) 1)8130,2)3530,3)8310,4)5040,5)4900,6)3250,7)9640, Tung traf(Å D T) 1) 2) 3) 4) 1000 5) 770 6) 7) 1)1080,2)540,3)1010,4)610,5)800,6)650,7)1110, H astighet 110 N Y B Y GGA R . 1996 2000 B el.lager 1 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Ljungskile 1)20TS K 1604,2)45A B D 1600,3)40A B S 1600,4)40A B S 1601,5)45A B S 6)40A B S 1600,7)40A B S 1601, Lerbo Bro Torp S pårdjup 0 (mm) 5 10 15 20 Ojämnhet 6 IR I(mm/m) 5 4 3 2 1 0 1999-04-22 2000-05-22 2001-05-08 2002-05-08 2003-05-10 2004-05-07 2005-07-13 FuU pph.B S TPlattbelastning: ca 90 MPa 250 – 500 MPa ca 150 MPa
  7. 7. Vad behöver förändras?• Analys och utredning av lämpligaste konstruktion av vägöverbyggnaden under projekteringen!• Val av optimal överbyggnadskonstruktion under byggskedet genom Aktiv Design, med hänsyn till verkliga materialegenskaper och utförande!• Metodik för att värdera material och utfört arbete i form av förändrad framtida funktion!• Bättre engagemang samt högre kunskap och kompetens i branschen!• Ekonomiska incitament för ett mätbart bättre arbete, som ger en lägre livscykelkostnad! 7
  8. 8. Aktiv DesignAktiv Design innebär att man under projekteringen förbereder olikaalternativa lösningar för att hantera naturliga variationer eller oförutsägbara förhållanden ibyggskedet, så att tid, kostnad ochkvalitet för anläggningen optimeras8
  9. 9. Hur konstruerar vi en vägöverbyggnad idag? Vägteknik har en mycket lång historisk bakgrundEn väg för 2000 år sedan En väg från idag 9 Men spåren förskräcker
  10. 10. Nedbrytningshastighet hos olika delar av en väg “Livslängd” år Verkligtill första åtgärd livslängd1612 8 Planerad livslängd 4 5 10 Km Väglängd 10
  11. 11. Spårbildning för olika 100 meters testsektioner med samma trafik på Rv 44 vid Grästorp. Sektion 5 och 6 är byggd i bergskärning. Övriga sektioner är byggd på låg bank på lera.18.0 mm16.0 1O 2O14.0 3O12.0 4O 5O10.0 6O 7O 8.0 8O 6.0 9O 10 O 4.0 2.0 0.0 1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2004 2006 År
  12. 12. Förlängning av tid för underhållsåtgärd om tvåsektioner, 7 och 8, gjorts ”starkare” vid investeringen 16 år18.0 9 år16.014.0 112.0 2 310.0 4 5 8.0 6 7 6.0 8 9 4.0 10 2.0 0.0 1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2006 2007 2008 2009 2010
  13. 13. Kan man få en jämnare nedbrytningstakt längs hela vägen? “Livslängd” år Verkligtill första åtgärd livslängd Verklig livslängd efter aktiv design1612 8 Planerad livslängd 4 Ökad livslängd möjlig bonus 5 10 Km Väglängd 13
  14. 14. Att flytta 2-4 cm asfalt från sektion 5 och 6(bergskärning) till sektion 7 och 8 kostar ingenting!18.016.014.0 112.0 2 310.0 4 5 8.0 6 7 6.0 8 9 4.0 10 2.0 0.0 1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2006 2007 2008 2009 2010
  15. 15. Vägar byggda efter BYA före 1973
  16. 16. Vägar byggda efter BYA före 1973 (Tabell 5)24 cm asfalt 14 cm asfalt86 cm grovkross, tätat Berget tätat med olika fraktionermed olika fraktioner Inga sprickor Sprickor efter 7-8 år Bergbank Lera Berg
  17. 17. UTMATTNING AV EN BELÄGGNING 5 ton N överfarterLängre livstid på ε = töjning i εt1 underkantbeläggning; asfaltminska εt1 till εt2 5 ton 5 ton + 2cm 150 MPa εt2 asfalt 200 Mpa εt2 (+50 Mpa) Alt 1: Tjockare beläggning, 2 Alt 2: Extra packning, kostnad cm, kostnad ca 20 17 kr/m2 ca 2 – 4 kr/m2 Road Administration Swedish
  18. 18. Förändring av beläggningstjocklek vid olikavärden på bärighet mätt med plattbelastning Asfalttjocklek - mht obunden överbyggnads bärighet 240 220 ATB VÄGAsfalttjocklek (mm) 200 180 -1 cm -2 cm 160 140 Extra säkerhet 120 100 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 Andel av ATB - krav gällande Ev2 (1,0 = 150 Mpa) 18 125 MPa 140 MPa 160 MPa 180MPa
  19. 19. Tysk DIN norm X cm X - 2 cmBärighet 150 MPa Bärighet 180 MPa Extra krav på bättre kvalitet på bärlagret Bärighet mätt med plattbelastning19
  20. 20. BYA före 1973 29 cm 19 cm 24 cm 14 cmJordterrass Bergterrass Tjocklek högsta klass och näst högsta klass20
  21. 21. Provning: Plattbelastning21Utrustning för mätning av bärighet med plattbelastning
  22. 22. TriaxialtestRubber membrane Vacuum Rubber membrane mmembrane ICT-mould d Rings to fix the mould 0.1 sec Bottom platen with O-ring Screw to eject the sample SVENSK STANDARD SS-EN 13286-7:200422 Fastställd 2004-02-13
  23. 23. Triaxial test ”Utmattningslast” εp = eller “Shake Down last” Permanenta deformationer σa < σb < σc < σd σd σc σb σa N = Antal lastcykler23
  24. 24. Spårbildning i en väg vid spänningar under ”Plastic Shake down limit”Permanent deformation (spår) A. Deformationer vid spänningar under ”Plastic Shake down gräns”. Komprimering Antal belastningar, N
  25. 25. Spårbildning på 2 olika testsektioner på Rv 46 vid Trädet Rv 46 Trädet 16 14 12 10Rut mm 8 Sect 4N Sect 5N 6 4 2 0 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
  26. 26. Rv 34 Målilla 1S Uppmätt 16.0 2S 14.0 spårbildning på ett 12.0 3S 4S Spår mm antal LTTP-vägar 10.0 8.0 5S 6S 6.0 7S 4.0 2.0 8S 0.0 9S 2007 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 10 S Rv 33 Vimmerby 1V Rv 53 Nyköping 16 2V 14.0 1N 14 3V 2N 12.0 12 4V 3N 10.0Spår mm 5V 4N Spår mm 10 6V 8.0 8 5N 7V 6.0 6 6N 8V 4 4.0 7N 9V 2 2.0 8N 10 V 0 9N 11 V 0.0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 12 V 10 N 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005
  27. 27. HVS försök med olika material Surface Mean Rut depth, mm 20.0 Preliminary results 18.0 17.6 17.1 16.3 16.0 15.9 15.1 14.6 14.0 Skede 1: Packning 13.6 12.0 12.1 12.0 11.8 11.3 10.9 11.0 10.7 10.6 10.6 Natural gravel 10.0 10.1 10.2 10.2mm 10.0 Crushed aggregate 9.7 9.7 9.5 9.0 9.29.4 9.0 8.6 8.6 8.7 8.8 8.0 8.1 8.0 8.2 7.9 7.4 7.5 7.0 7.3 6.8 6.5 6.0 6.0 6.0 5.4 4.0 5.0 4.5 Skede 2: 3.3 3.0 Kontinuerlig 2.0 spårbildning 0.0 0.0 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 Repetitions
  28. 28. Resultat från triaxialförsök 12000 Sekvens 1 Sekvens 2 Sekvens 3 Sekvens 4 Stress path 1 Sequence 1.1 Stress path 1 Sequence 1.1 Stress path 2 Sequence 1.2 Stress path 2 Sequence 1.2 10000 Stress path 3 Sequence 1.3 Axiell Stress path 3 Sequence 1.3 Stress path 4 Sequence 1.4 Stress path 4 Sequence 1.4 Stress path 5 Sequence 1.5 Stress path 5 Sequence 1.5Per. strain (µstrain) 8000 Stress path 6 Sequence 1.6 Stress path 6 Sequence 1.6 Stress path 7 Sequence 2.1 Stress path 7 Sequence 2.1 Stress path 8 Sequence 2.2 6000 Stress path 8 Sequence 2.2 Stress path 9 Sequence 2.3 Stress path 9 Sequence 2.3 Stress path 10 Sequence 2.4 Stress path 10 Sequence 2.4 Stress path 11 Sequence 2.5 4000 Stress path 11 Sequence 2.5 Stress path 12 Sequence 2.6 Stress path 12 Sequence 2.6 Stress path 13 Sequence 3.1 Stress path 13 Sequence 3.1 2000 Stress path 14 Sequence 3.2 Stress path 14 Sequence 3.2 Radiell Stress path 15 Sequence 3.3 Stress path 15 Sequence 3.3 Stress path 16 Sequence 3.4 0 Stress path 16 Sequence 3.4 Stress path 17 Sequence 3.5 0 50000 100000 150000 200000 250000 Stress path 17 Sequence 3.5 Stress path 18 Sequence 3.6 Antal lastcykler
  29. 29. Spårbildning i en väg beroende på spänningsnivån Permanent deformation (spår) B = Deformationer vid spänningar över ”Plastic Shake down gräns”, men under ”Plastic creep gräns” A. Deformationer vid spänningar under ”Plastic Shake down gräns”. Komprimering Antal belastningar, N
  30. 30. Spårbildning i en väg beroende på spänningsnivån, där de permanenta deformationerna delats upp i en ”komprimeringsdel” och en ”krypningsdel”Permanent deformation (spår) B. Deformationer vid spänningar över ”Plastic B – A. Deformationer Shake down gräns”, men vid under ”Plastic creep gräns” ”utmattningslast”, ”Pla stic creep” A. Deformationer vid spänningar under ”Plastic Shake down gräns”. Komprimering Antal belastningar, N Denna typ av spårbildning torde knappast gå att packa bort
  31. 31. Komprimering vid packningsförsök
  32. 32. Triaxialförsök på obundna lagerGer följande data/materialegenskaper:• Olinjär dynamisk elasticitetsmodul (resilientmodul)• Utmattningshållfasthet (”Shake Down” gräns)• Indata för beräkning av permanenta deformationer32
  33. 33. Verklig uppmätt spårbildning på två sektioner av samma väg med exakt samma trafik Rv 31 Nässjö 25 20 15mm spår Sect 6S Sect 9S 10 5 0 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
  34. 34. VägFEM ger spänningsnivån i hela vägkroppen
  35. 35. Analys av spänningsnivåer i vägkroppen A. Nässjö underkant förstärkningslager Plastic creep limit? B. Nässjö överkant bärlager 240 Deviator stress Brottlast B q kPa 200 160 120 Plastic ”Shake down” limit? 80A ”Plastic creep” och ”Shake 40 down” limit: Gränsvärden från Medium stress Rv 40; Krossat bergmaterial p kPa 0 20 40 60 80 100
  36. 36. Aktiv design i terrasseringsarbetet Bestäm tjocklek på överbyggnaden och andra åtgärder Mätning med plattbelastning, torrt och vått terrassmaterialBERG Tjockare Stabiliserad lera överbyggnad 36
  37. 37. Aktiv design i överbyggnadsarbetet Mät volymvikt på bärlager: Bör vara 2,30 ton/m3 Mät med plattbelastning Minst, 140, 160 eller 180 MPaBERG Tjockare Stabiliserad lera överbyggnad 37
  38. 38. Förslag till bonusbelopp (liten asfalttjocklek) Minsta tillåtna plattbelastningsvärde enligt ATB VÄG 125 MPaPlattbelastning 140 150 160 170 180 Värde i MPa Bonus kr/m2 0 1 2 3 4 Bonusbeloppet räknas på det lägsta värdet, som uppnås vid plattbelastning när man använder vältmätare!38
  39. 39. Aktiv design för bestämning av beläggningstjocklek Tjocklek på asfaltlager, anpassat efter ”bärighet” m.m.BERG Tjockare Stabiliserad lera överbyggnad 39
  40. 40. Tack för uppmärksamhetenIdag vet vi hur vi ska bygga bra vägar – om vi vill?

×