2006-05-19 Kurskompendium armering i veg - SINTEF€¦ · Bruk av armering vil ikke alltid hindre nye skader i å oppstå, men vil kunne utsette skadeutviklingen slik at fornyelsesintervall

KURSKOMPENDIUM

TITTEL

Bruk av armering i veger

FORFATTER(E)

Even Øiseth og Inge Hoff

OPPDRAGSGIVER(E)

SINTEF Byggforsk Berg og geoteknikk Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Rich Birkelands vei 3 Telefon: 73 59 46 00 Telefaks: 73 59 71 36 Besøksadresse: Høgskoleringen 7a Telefon: 73 59 46 00 Telefaks: 73 59 53 40 Foretaksregisteret: NO 989 015 540 MVA

Statens vegvesen, Vegdirektoratet

RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF.

Åpen Øystein Myhre GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

Åpen 502562 44 ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.)

2006-05-19 Kurskompendium armering i veg Even Øiseth Arnstein Watn ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.)

2006-05-16 Arnstein Watn, forskningssjef SAMMENDRAG

Denne rapporten er utarbeidet som et kurskompendium til bruk ved et seminar om armering i veger. Seminaret blir holdt 22. og 23. mai 2006 i Trondheim. Kompendiet skal danne grunnlag for diskusjoner og senere utarbeidelse av en veiledning/håndbok i regi av Statens vegvesen. I kurskompendiet er det gitt en innledende orientering om ulike typer armering og armeringsegenskaper. Kompendiet fokuserer på rettledning for valg av løsninger med bruk av armering relatert til ulike typer skademekanismer og hvilke krav som bør stilles til armeringen. Anvendelsen er skilt mellom armering ved nybygging av veger og armering brukt i forsterking av eksisterende veger. Primært er armering ansett å være en aktuell løsning ved utbedring av eksisterende veger eller i tilfeller der grunnforholdene tilsier behov for ekstra forsterkingstiltak i forbindelse med anleggstrafikken i forbindelse med nybygging. For hver anvendelse og løsning er det gitt råd om utførelse og betingelser for å kunne oppnå et godt resultat.

STIKKORD NORSK ENGELSK

GRUPPE 1 Vegteknikk Highway engineering GRUPPE 2 Rehabilitering Rehabilitation EGENVALGTE Armering Reinforcement Asfalt Asphalt Bløt grunn Soft soil

Forord Dette kurskompendiet er utarbeidet av SINTEF Byggforsk på oppdrag fra Vegdirektoratet. Flere personer fra Statens vegvesen har bidratt aktivt med synspunkter og kommentarer underveis i arbeidet. Faglige vurderinger og anbefalinger er gjort av SINTEF og gir ikke nødvendigvis uttrykk for Statens vegvesen sitt offisielle syn. Følgende personer har bidratt med råd og innspill: Leif J. Bakløkk Øystein Myhre Geir Refsdal Geir Berntsen Leif Jensen Roald Aabøe SINTEF har forsøkt å trekke konklusjoner basert på teoretiske vurderinger og generelle erfaringer. Vi har ikke i dette arbeidet hatt ambisjon om å skaffe en total oversikt over utførte armeringsarbeider. Det er derfor sikkert ikke vanskelig å finne enkeltstående eksempler som kan tas til inntekt for andre vurderinger enn det vi har gjort. Kurskompendiet vil bli presentert og diskutert på seminaret i Trondheim 22. og 23. mai. Statens vegvesen planlegger å lage en håndbok/normal/veileder for bruk av armering i veger basert på dette kompendiet og innspill som framkommer i tilknytning til seminaret. Vi takker for et godt samarbeid i utarbeidelse av dette kompendiet. Even Øiseth Prosjektleder

2

INNHOLDSFORTEGNELSE

1 INNLEDNING .......................................................................................................................4

2 MATERIALER OG MATERIALPRØVING.....................................................................4 2.1 Generelt ...........................................................................................................................4 2.2 Virkemåte .........................................................................................................................5

2.2.1 I vegdekker........................................................................................................5 2.2.2 I granulære materialer .......................................................................................6

2.3 Armeringsprodukter .........................................................................................................8 2.3.1 Syntetisk armering (”plast”)..............................................................................9 2.3.2 Stålarmering ....................................................................................................10 2.3.3 Glassfiberarmering ..........................................................................................10

2.4 Bestandighet ...................................................................................................................10 2.4.1 Syntetisk armering ..........................................................................................10 2.4.2 Stålarmering ....................................................................................................11 2.4.3 Glassfiberarmering ..........................................................................................11

2.5 Dokumentasjon av produkt ............................................................................................11 2.5.1 Geosynteter .....................................................................................................11 2.5.2 Stålarmering ....................................................................................................13

3 Hvordan velge riktig armering...........................................................................................14 3.1 Armering ved nybygging, forsterkning eller breddeutvidelse av veger.........................15 3.2 Telesprekker ...................................................................................................................16 3.3 Kantsprekker ..................................................................................................................17 3.4 Andre sprekker ...............................................................................................................18 3.5 Andre skader ..................................................................................................................19

4 Tiltakskatalog.......................................................................................................................20 4.1 Armering i granulære lag ...............................................................................................20

4.1.1 Anleggsveg på bløt grunn ...............................................................................20 4.1.2 Forsterkning til høyere tillatt aksellast ............................................................23 4.1.3 Breddeutvidelse...............................................................................................21 4.1.4 Kantforsterkning .............................................................................................22 4.1.5 Forsterkning av veg med redusert bærelag/forsterkningslag ..........................23

4.2 Telesprekker ...................................................................................................................25 4.2.1 Meget store telesprekker ( > 50 mm) .............................................................25 4.2.2 Store telesprekker ( 50- 20 mm).....................................................................26 4.2.3 Mellomstore telesprekker ( 5 – 20 mm) .........................................................27

4.3 Kantsprekker/andre sprekker..........................................................................................28 4.3.1 Kantsprekker meget store ( > 50 mm).............................................................28 4.3.2 Kantsprekker store ( 20 - 50 mm) ..................................................................29 4.3.3 Kantsprekker middels (5 - 20 mm) ................................................................30

4.4 Andre sprekker ...............................................................................................................31 4.4.1 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, meget store (> 50 mm) .........................................................................................................................31 4.4.2 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, meget store (20 - 50 mm) .........................................................................................................................32 4.4.3 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, middels (5 - 20 mm) .........................................................................................................................33 4.4.4 Svinnsprekker/lavtemperatursprekker.............................................................34

4.5 Andre skader (krakelering, spordannelse)......................................................................35

3

4.5.1 Krakelering......................................................................................................35 4.5.2 Spordannelse som følge av deformasjon i asfaltlagene (tas ut ) ..............Error! Bookmark not defined. 4.5.3 Spordannelse som følge av deformasjon i granulære bærelagError! Bookmark not defined.

5 Dokumentasjon av funksjon ...............................................................................................36

6 Dimensjonering ....................................................................................................................36 6.1 Basis for dimensjonering................................................................................................36 6.2 Dimensjonering av anleggsveg / forsterkningslag på bløt grunn ...................................36

7 PRAKTISK UTFØRELSE .................................................................................................39 7.1 Helse, miljø og sikkerhet................................................................................................39

7.1.1 Vegarbeidere ...................................................................................................39 7.1.2 Trafikkanter.....................................................................................................39

7.2 Dekkearmering ...............................................................................................................39 7.2.1 Krav til underlaget...........................................................................................39 7.2.2 Stålnett.............................................................................................................40 7.2.3 Syntetiske materialer .......................................................................................40 7.2.4 Legging av asfaltdekke over armeringen ........................................................40 7.2.5 Kontroll under utførelse ..................................................................................41

7.3 Armering i granulære lag ...............................................................................................41

8 Referanser .........................................................................................................................42

4

1 INNLEDNING Armering brukt i vegbygging er et område der det i løpet av de siste tiårene er blitt samlet mye erfaring om hva som fungerer bra og mindre bra fra praktiske forsøk. Samtidig er det blitt utført en del forskning som har forsøkt å forstå de grunnleggende mekanismene bak samvirket mellom armering og de tradisjonelle vegbyggingsmaterialene. Selv om det ennå mangler mye for å kunne si at vi har et tilstrekkelig grunnlag for en vurdering av armering i veg har vi likevel funnet det riktig å lage denne veilederen. Armering i veg blir brukt i et betydelig omfang allerede og ut fra dette er det viktig at brukerne får hjelp i å vurdere når og hvordan vi benytter disse produktene i vegbygging. Samtidig kan vi ikke stenge vegen for å ta i bruk ny kunnskap etter hvert som nye erfaringer dukker opp.

Denne veilederen for armering i veg skiller mellom bruk av armering ved oppgradering av eksisterende veger som følge av skader og armering ved nybygging av veger. Armeringens hovedsiktemål er knyttet til å ta opp krefter fra ytre laster (trafikklaster og klimalaster). Armering under fylling for å sikre bæreevne for fyllingens egenlast er dekket av ”Nordisk håndbok - armert jord og fyllinger” og det blir henvist til dette under det aktuelle kapittelet der det er relevant å også vurdere en slik problemstilling.

For nybygging av veger er det i utgangspunktet kun aktuelt å benytte armering der det må gjøres spesielle tiltak for å sikre bæreevne for anleggstrafikk. Ved oppgradering av veger kan armering benyttes for å rette på skader der erfaringer viser at armering kan være funksjonsdyktig, men det er viktig at også andre mulige tiltak vurderes med hensyn til erfaringer og kostnader.

For beskrivelse av type skader er det tatt utgangspunkt i skadekatalogen. Skadekatalogen gir også en nærmere beskrivelse av mulige tiltak for oppgradering uten bruk av armering.

Bruk av armering vil ikke alltid hindre nye skader i å oppstå, men vil kunne utsette skadeutviklingen slik at fornyelsesintervall for asfaltdekket blir lengre. Armeringen kan gi konstruksjonen positive egenskaper også der det ikke er anbefalt å bruke armering. Årsaken til at armering ikke anbefales kan være at virkningen ikke er stor nok til at dette kan bli en økonomisk fordelaktig konstruksjon sammenlignet med konvensjonell vegbygging, eller at en optimalisering med bruk av armering vil gi konstruksjonen andre svakheter som virker ugunstig på konstruksjonens behov for vedlikehold. Egnethet for eventuell gjenbruk av masser bør også vurderes.

2 MATERIALER OG MATERIALPRØVING

2.1 Generelt Det finnes en rekke ulike produkter for armering av veger. Disse har til dels svært ulike egenskaper og virkemåter. Disse egenskapene blir dokumentert gjennom ulike tester som i varierende grad er relevante for bruk i veger. I dette kapitlet har vi gått gjennom hovedtypene av produkter og de egenskapene som vi mener er viktige for hvordan armeringen fungerer i en vegkonstruksjon. Vi har imidlertid ikke gått inn på de enkelte produktene og spesielle egenskaper knyttet til disse. Armeringen består vanligvis av følgende råmaterialer eller kombinasjon av disse: • stål

5

• syntetiske materialer (plast/polymerer) (polyester, polypropylen, polyetylen, polyamid) • glassfiber Armeringens egenskaper i konstruksjonen vil i tillegg til råmaterialene avhenge av fremstillingsmåte og forhold knyttet til installering. I tillegg til materialegenskaper og funksjonsegenskaper vil pris tilgjengelighet, håndterbarhet og utleggingskostnad være avgjørende faktorer for valg av materiale. Det finnes et stort utvalg av produkter beregnet for armering i trafikkarealer. I dette kapitlet gis en kort oversikt over de mest aktuelle produkttypene mht råmaterialer, struktur, framstillingsmåte og karakteristiske egenskaper. De viktigste dimensjonerende egenskapene for armering i trafikkarealer er: -styrke og stivhet for strekkpåkjenninger -samvirkeegenskaper med overbygningsmaterialene -bestandighet Krypegenskaper, dvs. tøyning over tid ved en konstant last, kan være viktig for enkelte bruksområder og blir spesifisert der det er aktuelt.

2.2 Virkemåte Armeringens hovedfunksjon er å kompensere for materialenes manglende strekkstyrke. Materialene skal fungere i samvirke med hverandre, og armeringens funksjon er for mange bruksområder avhengig av hvordan skjærspenninger overføres til armeringen. Spenningsbrytende lag (SBL) er strengt tatt ikke et armeringsprodukt fordi virkningsmetoden ikke er forsterkning av materialet, men å hindre overføring av spenninger fra et oppsprukket lag til et nytt dekke. Vi har likevel funnet det naturlig å inkludere denne virkemåten i dette kompendiet. Virkemåte for de ulike bruksområder er også gitt under hvert enkelt tiltak i kapittel 3.3

2.2.1 I vegdekker Armering i asfaltdekker skal redusere sprekkdannelse i asfaltlaget. Slike skader kan enten oppstå som følge av trafikklaster fra tunge kjøretøy eller klimalaster som telehiv. Eventuelle setninger i undergrunn kan også lede til skader. For trafikklaster, dvs. mange repeterte korttidslaster, skal armeringen hindre utmatning som følge av mange bøye og/eller strekkpåkjenninger For langvarige strekkpåkjenninger som telehiv eller setninger vil armeringen være med på å fordele påkjenningen slik at oppsprekking enten unngås eller at sprekkenes størrelse reduseres.

6

2.2.2 I granulære materialer Skjærspenningene overføres ved friksjon eller ved låsing av korn ned i armeringen. Låsing forutsetter at det granulære materialets gradering er tilpasset nettets åpninger/rutestørrelse. Bruk av duk forutsetter at skjærspenningene overføres ved friksjon, slik at hovedbruksområdet for duk først og fremst er ved overgang mellom undergrunn og granulære materialer. Ved armering oppe i vegkonstruksjonen (underkant av bærelag) vil hovedvirkningen være at armeringen låser korn mot lateral bevegelse, og på den måten reduserer plastiske deformasjoner og spordannelse. Elastisk stivhet til overbygningen øker ikke, slik at målte elastiske deformasjoner på overflaten vil bli uforandret.

Figur 1: Mulig virkning av armering i bærelag eller forsterkningslag I anleggsveger/forsterkningslag på bløt grunn anbefales armeringen plassert mellom undergrunn og granulære materialer. Skjærspenningene overføres ved friksjon eller ved låsing av korn ned i armeringen. Låsning forutsetter at det granulære materialets gradering er tilpasset nettets åpninger/rutestørrelse. Skjærspenninger som overføres til undergrunn reduseres slik at mobilisering av undergrunn også reduseres. Lavere mobilisering gir mindre plastiske deformasjoner. Ved armering av anleggsveger er deformasjonene ofte betydelige og dermed vil skjærspenninger overføres til armeringen slik at horisontale spenninger i granulært lag øker, noe som gir økt lastspredning. Ved store deformasjoner/spor kan armeringen også få en membraneffekt, se figur 2c. a)

Lateral skjærbevegelse

Lateral låsing og mothold som følge av friksjon

Lateral skjærbevegelse

Lateral låsing og mothold som følge av friksjon

7

b)

c)

Figur 2 : Mulig virkning av armering mellom undergrunn og utlagte masser.

Membraneffekt ved store deformasjoner

Reduserte horisontalspenninger ned mot undergrunn gir en dypere potensiell kritisk skjærflate. Dvs lavere mobilisering og mindre plastiske deformasjoner i undergrunn.

8

2.3 Armeringsprodukter Aktuelle armeringsprodukter for trafikkarealer med utgangspunkt i materialer og struktur er:

Stålnett (sveiste armeringsnett av stål) Syntetiske nett (syntetiske armeringstyper med åpen maskelignende struktur) Syntetiske duker (syntetiske armeringstyper med tett tekstillignende struktur) Glassfibernett Kompositter (dvs armeringstyper framstilt av mer enn ett materiale) Spenningsbrytende lag (SBL) (Fiberduk mettet med bitumen)

Det totale produktspekteret er stort og under stadig utvikling og forandring. Oversikten er derfor ikke nødvendigvis fullt ut dekkende for alle produkter tilgjengelig på markedet. Ved valg av produkttype bør følgende egenskaper vektlegges:

Dimensjonerende egenskaper (mest strekk- og samvirkeegenskaper) Bestandighet mot miljøpåkjenninger ved legging og i bruk Håndterbarhet og leggeegenskaper Mulighet for gjenbruk av masser

Avhengig av formålet med armeringen vil vektlegging av egenskapene være forskjellige. Det bør ikke legges avgjørende vekt på enkeltstående karakteristiske produktegenskaper funnet ved forsøk på armeringen (f.eks bruddstyrke og stivhet). Det er armeringens oppførsel i samvirke med omkringliggende materialer i den ferdige konstruksjonen som er avgjørende. Enkelte egenskaper som er gunstig for en funksjon i konstruksjonen kan også ha negativ innvirkning på en annen funksjon. (Eks: Ved å øke rutestørrelsen (lysåpningen) for armeringsnett i asfalt, vil muligheten for god klebing mellom overliggende og underliggende dekke forbedres. For store ruteåpninger kan imidlertid være ugunstig for armeringsnettets funksjon i asfaltdekket). Selv om materialene ofte beskrives ut fra korttids strekkstyrke, er materialenes last-deformasjonsegenskaper viktig for materialenes oppførsel i en vegkonstruksjon, se figur 3. Stive materialer kan ha bedre funksjon der det vil oppstå kun små tøyninger, mens der det kan aksepteres store deformasjoner kan være greit å benytte materialer med høy bruddtøyning.

9

Figur 3 Typisk kraft-deformasjonsegenskaper for armeringsprodukter

2.3.1 Syntetisk armering (”plast”) (syntetiske nett, syntetiske duker og kompositter) Generelt Syntetisk armering er basert på polymerer som polyestere og polyolefiner (dvs. hovedsakelig polypropylen, polyester og polyetylen). Det er utviklet produkter for bruk både i granulære materialer og i asfalt. Produktene omtales ofte med fellesbetegnelsen geosynteter. Produktspekteret av geosynteter er meget stort, og produkter beregnet for armeringsformål (i hovedsak produkter med høy tøyningsmotstand) utgjør bare en del av dette. Syntetiske armeringsprodukter for bruk i vegens overbygning har form som nett eller duker

Figur 4 Polymerarmering

10

Krypegenskaper kan også være viktig for enkelte bruksområder hvor armeringen kan bli utsatt for store statiske laster (for eksempel som følge av telekrefter, eller at armeringen må bære deler av fyllingens egenlast). Avhengig av råmateriale vil kun 20-60% av strekkstyrken kunne utnyttes for de mest vanlige produktene. Dette gjelder imidlertid kun for statiske laster. For trafikklaster er det ikke ventet at krypegenskapene er avgjørende. For armering i veg er det ofte tøyningsmotstand ved en gitt deformasjonen (2 % eller 5 %) som blir spesifisert som krav og ikke total strekkstyrke ved brudd (bruddtøyning er oftest i område 8-15% for aktuelle produkter).

2.3.2 Stålarmering I veg benyttes i all hovedsak sveisede armeringsnett med godstykkelse 5 mm (det har tidligere også blitt brukt nett med mindre godstykkelse) og rutestørrelse 100 mm x 100 mm. Armeringen kan imidlertid tilpasses opptredende krefter. Også vevde trådnett kan være aktuelt, men dette er det veldig lite erfaring med. Armeringen kan bestilles i lengder som er tilpasset vegens bredde. Stål har høy styrke og stivhet og får et relativt ”seigt” brudd når flytespenningen nås. Normalt vil ikke et stålnett kunne forankres så godt at belastningene nærmer seg bruddtilstand.

Figur 5 Stålarmeringsnett

2.3.3 Glassfiberarmering Vanlige armeringsprodukter av glassfiber er nett eller kompositter. Komposittene er ofte glassfibernett i kombinasjon med syntetisk fiberduk. Noen glassfibernett er påført lim slik at de hefter til underlaget under utlegging. Typiske egenskaper for glassfiber er at det har en høy stivhet, men at det oppstår et relativt sprøtt brudd ved små tøyninger (ca 3 %). Glassfiber er ikke utsatt for vesentlige kryptøyninger.

2.4 Bestandighet

2.4.1 Syntetisk armering Syntetisk armering er regnet å ha relativt gode langtidsegenskaper, men dersom forholdene ligger til rette vil materialene være utsatt for flere nedbrytningsmekanismer. Materialene får akselererende nedbryning i sterkt basiske (<4) eller sterkt sure miljø (>9). Materialene er spesielt utsatt for mekanisk skade under installasjon, men kan også få en gradvis nedbrytning som følge av repeterte laster som for eksempel trafikklaster. Skade under installasjon kan redusere armeringens styrke betydelig, og det er viktig at utlegging og komprimering utføres på en skånsom måte for armeringen.

11

2.4.2 Stålarmering Stålarmering er i hovedsak mest utsatt for korrosjon. Nesten all stålarmering er laget av bestandige ståltyper som sikrer relativt jevne korrosjonsforhold med forutsigbar korrosjonshastighet i moderat aggressive miljøer. For bruk i asfalt vil asfalt og påført bitumen som regel gi tilstrekkelig korrosjonsbeskyttelse i vegens levetid. Det er ikke vanlig å benytte stålarmering i granulære lag, men for eventuell armering i granulere lag må det vurderes om det er nødvendig med ekstra korrosjonsbeskyttelse i hvert enkelt tilfelle. Ofte er det tilstrekkelig og dimensjonere med en ekstra godstykkelse for å sikre tilstrekkelig kapasitet i konstruksjonens dimensjonerende levetid.

2.4.3 Glassfiberarmering Glassfiberarmering er et bestandig produkt som ved normal bruk ikke utsettes for skadelig nedbrytning. Materialene er noe utsatt for skade ved installasjon og det er viktig at utlegging og komprimering skjer uten for store belastninger på armeringen. Ved vertikal relativ bevegelse kan skjærdeformasjonene føre til store lokale strekktøyninger i armeringen som kan overskride strekkstyrken og føre til brudd.

2.5 Dokumentasjon av produkt I henhold til det norske byggevaredirektivet og EUs regler for fri flyt av varer og tjenester er typetesting og kontroll av produksjonen av armeringsprodukter regulert gjennom ulike standarder. Dette kapitlet gir en oversikt over de ulike standardene som gjelder. Som kjøper av produktene er det sjelden nødvendig å forhold seg til alle disse standardene, men det kan være nyttig med en oversikt over de testene som blir gjennomført og hvilke parametere som det kan stilles krav til.

2.5.1 Geosynteter Nødvendige parametere som må bestemmes for geosyntetisk armering benyttet i veg er vurdert i NS-EN 13249. Denne standarden angir hvilke tester som er aktuelle for ulike bruksområder, råmaterialer og miljømessige forhold. Standarden gjelder imidlertid ikke for armering i asfaltdekker. Alle produkter skal være CE-merket. CE-merket og tilhørende dokumentasjon gir sertifiserte verdier (95 % konfidens grense) for f.eks. strekkstyrke og last-deformasjonsegenskaper. I henhold til denne standarden så skal sertifiserte verdier vedrørende skader påført under anlegg være som gitt i ISO 10722-1 og samvirke mellom fylling og armering som gitt i EN ISO 12957-1. Forhold vedrørende varighet (biologiske eller kjemiske angrep) skal bestemmes i henhold til EN 12225, EN 12447 og EN ISO 13438 / ISO 12960, og motstand mot forvitring i henhold til ENV 12224.

12

Tabell 1 Materialparametere som er nødvendig for bruk av geosynteter som armering i

vegarealer. Prøving skal utføres i henhold til relevante standarder Parameter Forklaring Standard

Relevans

Spenning/deformasjon

Vanligvis basert på korttidsstyrken til materialet.

ISO 10319 H

Mekanisk skade i byggeperioden

Relatert til kornstørrelse og kornform ved utlegging og komprimering.

ISO 10722-11 A

Kjemisk og biologisk påvirkning

Relatert til miljømessige forhold som kan påvirke produktets egenskaper.

EN 12224, EN 12225, ISO 12960, EN 12447, EN ISO 13438

H Hvilke tester som er aktuelle er avhengig av råmaterialet og hvilke forhold materialet skal benyttes under. Dette er nærmere beskrevet i NS-EN 13249 Annex B

Samvirke/ friksjonsegenskaper

Relatert til materiale i kontakt med armeringen

EN ISO 12957-1 og EN ISO 12957-2

A

Krypparametere 2 Relatert til konstruksjonens levetid.

ISO 13431 N

Produksjon Relatert til produksjonsforhold og erfaring med produktet.

CE merket H

Styrke av skjøter EN ISO 10321 N Statisk gjennomhulling (”CBR-test”)

EN ISO 12236 N

Dynamisk gjennomhullingsmotstand (cone drop test)

EN 918 N

Relevans: H: Kreves for harmonisering (dvs skal alltid angis) A: Kreves for alle bruksområder N: Kreves for noen bruksområder

1 Det finnes også andre feltforsøk som kan gi egnede verdier for prosjekteringsformål 2 Kun aktuelt der armeringen også må bære deler av konstruksjonens egenvekt eller på andre måter blir utsatt for langvarige statiske laster (for eksempel telesprekker)

13

2.5.2 Stålarmering Bestilling av stålprodukter baseres på krav til stålkvalitet og eventuell overflatebehandling. Med kjent godstykkelse og rutestørrelse ivaretas produktets egenskaper slik som:

• Spenning/deformasjonsparametere • Kjemisk og biologisk motstand (Relatert til miljømessige effekter som kan påvirke

produktets egenskaper) • Korrosjon

Materialprøving skal utføres i henhold til relevante standarder. Kaldtrukket ståltråd i samsvar med EN 10080 eller varmrullet stål i henhold til EN 10025 og EN 10113, og sveiset sammen til det ønskede armeringsprodukt i henhold til EN 10080 anbefales for bruk i sveisede armeringsnett og gitter. For vevde ståltrådnett av kaldtrukket stål gjelder henholdsvis EN 10218 og EN 10223/3.

14

3 Hvordan velge riktig armering Det er to forhold som må vurderes når en skal vurdere om det skal brukes armering: Vil dette bli en god teknisk løsning ? Er det mulig å oppnå det samme (eller bedre) til lavere pris? Det er ikke tvil om at bruk av armering krever høyere investeringer enn tradisjonelle løsninger. Det vil derfor kun være aktuelt å benytte armering når det ikke er mulig å løse problemene uten armering eller der en kan forvente en vesentlig bedre teknisk løsning (lavere vedlikeholdskostnader eller bedre kvalitet tilbudt til vegbrukerne). I dette kapitlet har vi fokusert på typiske skader i henhold til skadekatalogen (Håndbok 193). For helhetens skyld er det tatt med noen skadetyper som helt åpenbart ikke er egnet for bruk av armering. I tillegg til utbedring av skader har vi også fokusert på bruk av armering i anleggsfasen ved spesielt bløt grunn. Som hjelp til å finne ut om armering kan være en aktuell løsning for en aktuell skade eller problem og for å kunne velge riktig type armering, er det nedenfor satt opp egnethetstabeller. Type armering skilles etter type materiale produktene er laget av: Når det gjelder valg av enkeltprodukter innenfor hver kategori gir ikke denne veiledningen noen råd. Avgjørelsen må her baseres på en vurdering av egnethet i forhold til det aktuelle problemet sett i forhold til totalkostnad (innkjøp og leggekostnad)

Stål: Stålnett med 100x100 mm ruter og 5 mm tråddiameter standard) eller spesiallaget nett tilpasset opptredende krefter.

Syntetisk nett: Syntetiske nett, der plast (polyester, polypropylen,polyetylen, polyamid) er det ”bærende element”

Syntetisk duk Syntetiske duker eller kompositt der polyester, polypropylen, polyetylen, polyamid etc. er det ”bærende element”

Glassfiber: Glassfiber eller kompositt der glassfiber der det ”bærende element”

SBL Spenningsbrytende lag. Fiberduk innsatt med bitumen som gir et fleksibelt lag.

Hvor godt armering er egnet som løsning er angitt med fargekoder:

rødt: Bør unngås enten fordi det ikke vil fungere av tekniske årsaker eller fordi det er unødvendig i forhold til problemet

gult:

Det kan gå bra, men andre metoder bør vurderes først.

grønt: Det vil normalt gå bra og andre løsninger vurderes med basis i kostnaden

15

3.1 Armering ved nybygging, forsterkning eller breddeutvidelse av veger (Armering i granulære lag) Problem Syntetisk

nett Syntetisk duk

Glass-fiber

Stål Se kapittel

Anleggsveg på bløt grunn

4.1.1

Breddeutvidelse

4.1.2

Kantforsterkning, (se også dekkearmering)

* * 4.1.3

Forsterkning til høyere tillatt aksellast

4.1.4

Forsterkning av veg med redusert forsterkningslag/ bærelag

** ** * * 4.1.5

* ikke anbefalt brukt i granulære lag ** ikke aktuelt ved nybygging utenom for anleggsperioden Kommentarer: Ved nybygging av veger er det normalt ikke fornuftig å benytte armeringsprodukter. Et unntak for dette er vegbygging på bløt grunn der det kan være fornuftig å benytte armering for å etablere en stabil byggeplattform. Ved breddeutvidelse er det vanskelig å bygge utvidelsen slik at det ikke oppstår ulike bevegelser i gammel og ny konstruksjon. Dette vil føre til oppsprekking i overgangen. Her kan armering hjelpe, men i mange tilfeller kan det være bedre å gjennomføre utvidelsen i to omganger med endelig asfaltering etter at de verste setningene/bevegelsene er over. I enkelte tilfeller kan det være begrensede muligheter til å legge ut ønskelig lagtykkelse. Bruk av armering kan da redusere noen av ulempene som redusert lagtykkelse medfører, men vil ikke bli en fullgod erstatning for full tykkelse.

16

3.2 Telesprekker Skadetype Syntetisk

nett SBL Glassfiber Stål Se kapittel

Telesprekker, meget store (> 50 mm)

* 4.2.1

Telesprekker, store (20 – 50 mm)

* 4.2.2

Telesprekker, middels (5 – 20 mm)

* 4.2.3

Telesprekker, små (< 5 mm)

Unødvendig for så små sprekker

Kommentarer: * Når det gjelder bruken av glassfiber er det varierende erfaringer. De tilfellene en har sett med uheldig resultat må undersøkes nærmere for å avklare årsaken til problemene om den positive bedømningen vist i denne tabellen skal opprettholdes. SBL kunne være en aktuell løsning, men statisk langvarig belastning i den kalde årstiden da bitumen er forholdsvis stivt gjør at denne løsningen ikke blir vurdert som tjenelig for denne type skader

17

3.3 Kantsprekker Skadetype Syntetisk

nett SBL Glass-

fiber Stål Se kapittel

Kantsprekker, meget store (> 50 mm

* 4.3.1

Kantsprekker, store (20-50 mm)

* 4.3.2

Kantsprekker, middels (5-20)

* 4.3.3

Kantsprekker, små ( < 5 mm)

Unødvendig med armering

Kommentarer: * Når det gjelder bruken av glassfiber er det varierende erfaringer. De tilfellene en har sett med uheldig resultat må undersøkes nærmere for å avklare årsaken til problemene om den positive bedømningen vist i denne tabellen skal opprettholdes.

18

3.4 Andre sprekker Skadetype Syntetisk

nett SBL Glassfib

er Stål Se kapittel

Andre sprekker med fare for refleksjonssprekker, meget store (> 50 mm)

4.4.1

Andre sprekker med fare for refleksjonssprekker, store (20-50 mm)

* 4.4.2

Andre sprekker med fare for refleksjonssprekker, middels (5-20 mm)

* 4.4.3

Andre sprekker med fare for refleksjonssprekker, små (< 5 mm)

Unødvendig med armering

Svinnsprekker (lavtemperatur-sprekker

4.4.4

Kommentarer: * Når det gjelder bruken av glassfiber er det varierende erfaringer. De tilfellene en har sett med uheldig resultat må undersøkes nærmere for å avklare årsaken til problemene om den positive bedømningen vist i denne tabellen skal opprettholdes.

19

3.5 Andre skader

Skadetype Syntetisk nett

SBL Glassfiber Stål Se kapittel

Krakellering

4.5.1

Spordannelse i asfaltlag

4.5.2

Spordannelse i bærelag

4.5.3

Spordannelse i forsterkningelag

Deformasjon av undergrunn

Ujevnheter

Kommentarer: Med spordannelse mener vi her spordannelse utover det en normalt bør vente seg, forårsaket av en svakhet i det enkelte laget eller konstruksjonen som helhet. Når det gjelder spor snakker vi her om tiltak for å gjøre noe med spordannelse som har skjedd og ikke om spordannelse som kunne vært unngått ved installering av nett da vegen ble bygd. Derfor er det ikke et alternativ å legge inn et nett langt nede i konstruksjonen. Når det gjelder ustabile asfaltlag som utvikler permanente deformasjoner kunne en tenke seg bruk av armering, men i de aller fleste tilfeller får en et bedre og billigere resultat ved å frese bort det dårlige materialet og legge et nytt dekke. Når det gjelder svakhet i et bærelag vil en kunne armere asfalten og øke den lastfordelende evnen til topplaget og dermed redusere fremtidige deformasjoner i bærelaget. Mye av den samme effekten kan også oppnås ved å legge et tilsvarende tykt dekke uten armering. I praksis vil en aldri gjennomføre noe av dette men heller reasfaltere med en mer beskjedent asfaltlag eller alternativt om bærelaget var veldig dårlig fjerne eller dypstabilisere dette.

20

4 Tiltakskatalog

4.1 Armering i granulære lag

4.1.1 Anleggsveg på bløt grunn Problem

Anleggsveger kan enten være en midlertidig veg med egen trasé, eller det kan være forstrekningslaget for den fremtidige vegen som midlertidig fungerer som anleggsveg. Ved bygging på bløt grunn økes krav til overbygningstykkelse for å unngå dype hjulspor og bæreevnebrudd. Anleggstrafikken kan da bli dimensjonerende for hvor tykt forsterkningslag som er nødvendig.

Virkemåte

Skademekanismen er hovedsakelig at det oppstår en liten deformasjon for hver enkelt passering som summerer seg opp til et dypt spor. Det kan imidlertid også være et bæreevnebrudd for en enkelt hjullast. For å redusere spordannelsen må belastning på undergrunn reduseres enten ved en bedre lastspredning, eller ved å endre spenningstilstanden slik at den mest kritiske potensielle bruddflaten endres til en med bedre sikkerhet. Dette kalles å redusere undergrunnens mobiliseringsgrad, og resulterer i at en mindre andel av deformasjonene er plastiske deformasjoner.

Armeringstype

Armering med syntetiske nett og duker. Nett kan gi en noe bedre virkning dersom de granulære materialenes gradering er tilpasset nettets åpninger. Duker har den fordelen at de samtidig fungerer som separasjon slik at de også kan erstatte separasjonsduk.

Forventet virknings grad

Virkning avtar med økende skjærstyrke og stivhet av undergrunn. For Suomkring 25 kPa kan det forventes en reduksjon i nødvendig tykkelse med ca 30%. Det er forventet relativt liten effekt ved skjærstyrke >50 kPa

Betingelser Velges nettarmering bør granulart materiale inn mot armeringen tilpasses nettes åpninger.

Dimensjonering og utforming

Se kapittel 6.2 Armeringen legges ut direkte på avrettet bløt undergrunn, eventuelt over separasjonsduk. Dimensjonering er gitt i egne diagram.

Utførelse Se kapittel 7.3 Andre løsninger

Pass på Forsterkningslaget kan ikke reduseres til mindre tykkelse enn bæreevnemessig dimensjonering krever i henhold til HB 018. Det er kun ekstra tykkelse for anleggstekniske forhold som kan reduseres med denne dimensjoneringen.

21

4.1.2 Breddeutvidelse Problem

Ved breddeutvidelse er det avgjørende at setningene i det utvidede området kan begrenses mest mulig. Differensialsetninger kan ofte ikke unngås. Rehabilitering av sprekker som skyldes uheldig breddeutvidelse er omtalt under punkt 4.3

Virkemåte

Virkemåten for armeringen i forhold til trafikkinduserte skadetyper er å bidra til reduserte plastiske deformasjoner. Ut mot vegkanten kan den økte sideinnspenningen armeringen gir ha stor effekt på skadeutviklingen. Armering vil ha setningsutjevnende virkning dersom det oppnås reduserte påkjenninger på grunnen under breddeutvidelsen. Det kan oppnås på to måter; 1) ved overføring av tilleggslast ti1 eksisterende konstruksjon - eller 2) ved redusert overføring av horisontale skjærspenninger fra breddeutvidelsen ti1 grunnen under.

Armeringstype

Armering med syntetiske nett og duker.


-reduserte kantskader som på grunn av trafikklaster -reduserte differansesetninger mellom eksisterende konstruksjon og breddeutvidelse Effekt av armering vil være størst for smale breddeutvidelser

Betingelser - tilstrekkelig forankring av armeringen i eksisterende konstruksjon - minst mulig tilleggsbelastning på grunnen under kantavslutningen - nødvendig separasjon mellom ulike massetyper


Prinsippløsningene er (se også fig. …): -armering plassert horisontalt i to eller flere lag (ved større bruddeutvidelser, >1,5m), maksimal anbefalt lagavstand ca 0,5 m -armeringen brukes til å lage en "pølsekonstruksjon" (ved mindre breddeutvidelser, < 1,5 m) Armeringen bør dimensjoneres for hvert enkelt tilfelle ut fra grunnforhold, setningspotensiale og fyllingstykkelse, Armeringen forankres inn i eksisterende vegfylling tilsvarende ca samme bredde som breddeutvidelsen, men ikke mindre enn 1,5 m.

Utførelse Se kapittel 7.3

Andre løsninger Pass på

22

4.1.3 Kantforsterkning Problem

Problemer med kantstabilitet kan oppstå dersom vegen bygges med liten skulder eller bratt fyllingsskråninger – noe som også kan oppstå som følge av en forsterkning hvor vegens bærelag økes. Kantforsterkning ved bruk av armering kan både ses som et alternativ ti1 bygging av utvidet skulder eller som et tiltak i kombinasjon med en større skulder. I mange tilfeller vil det være aktuelt å utvide både skulderen og selve trafikkarealet.

Virkemåte

Armeringen øker sideinnspenningen til de granulære materialene

Armeringstype

Armering med syntetiske nett og duker


Effekten av armering med hensyn på kantskader vil være størst på arealer med liten ubelastet skulder og for kantavslutninger med bratte sideskråninger.

Betingelser


Strekkstyrke 5 kN/m ved 2 % tøyning Legges i et eller flere lag avhengig av lokale forhold som skråningshelning, bredde på skulder og grøftedybde.



23

4.1.4 Forsterkning til høyere tillatt aksellast Problem

Ved en forsterkning som skal øke vegens tillatte aksellast bør man normalt ikke legge inn armering som et aktivt bidrag til vegens bæreevne. Forutsatt at det ikke er helt spesielle forhold ved den vegens som skal forsterkes, i form av større skader som ikke skyldes bæreevnemessige forhold, bør vegen bygges opp slik at det er steinmaterialene/dekket som gir bidraget til økt bæreevne.

Virkemåte

Skademekanismen er hovedsakelig at det oppstår en liten deformasjon for hver enkelt passering som summerer seg opp til et dypt spor. Dette kan skyldes svakheter både i bærelag, forsterkningslag og undergrunn. Armering øker ikke den elastiske stivheten i konstruksjonen, men kan likevel redusere de plastiske deformasjonene (spordannelse). Løsningen anbefales imidlertid normalt ikke da andre skademekanismer som utmatting i asfalt som følge av elastiske deformasjoner og telehiv kan gi en økt skadeutvikling.

Armeringstype

Armering med syntetiske nett. Nettets åpninger bør være tilpasset de granulære materialenes gradering.


Betingelser Ordinær forsterkning uten bruk av armering anses som uaktuelt.


Armeringen legges som oftest ut i underkant av bærelag. Det bør i hovedsak benyttes syntetiske nett. Vesentlig stivere produkter som for eksempel stålnett kan ha en positiv virkning, men dette er ikke dokumentert. Nettets åpninger bør være tilpasset de granulære materialenes gradering. Strekkstyrke min. 5 kN/m ved 2 % deformasjon.


Andre løsninger Økt tykkelse på forsterkningslag og bærelag Pass på

Forsterkningslaget kan i utgangspunktet ikke reduseres til mindre tykkelse enn bæreevnemessig dimensjonering krever i henhold til HB 018. Forsterkning med bruk av armering er kun aktuelt dersom ordinær forsterkning er uaktuelt.

24

4.1.5 Veg med redusert bærelag/forsterkningslag Problem

Ved nybygging bør man ikke legge inn armering som et aktivt bidrag for å oppnå tilstrekkelig bæreevne for den ferdige vegen. Armering kan imidlertid benyttes for å oppnå tilstrekkelig bæreevne i anleggsperioden (se anleggsveg på bløt grunn) og på den måten redusere nødvendig tykkelse på forsterkningslaget der anleggsperioden er dimensjonerende.Armering kan benyttes ved forsterkning av eksisterende veg der det ikke er mulig å få lagt inn et tilstrekkelig bærelag/forsterkningslag, men vil normalt ikke være førstevalg mhp. løsning.

Virkemåte

Skademekanismen er hovedsakelig at det oppstår en liten deformasjon for hver enkelt passering som summerer seg opp til et dypt spor. Dette kan skyldes svakheter både i bærelag, forsterkningslag og undergrunn. Armering øker ikke den elastiske stivheten i konstruksjonen, men kan likevel redusere de plastiske deformasjonene (spordannelse).

Armeringstype

Armering med syntetiske nett. Nettets åpninger bør være tilpasset de granulære materialenes gradering.


Det forventes noe mindre sporutvikling med permanente deformasjoner ved armering lagt i bærelag eller forsterkningslag.

Betingelser Forsterkning med tilstrekkelig bærelag og forsterkningslag er uaktuelt.


Hvor stor effekt man får av forsterkning med armering lagt inn i et redusert bærelag eller forsterkningslag er noe usikkert. Armeringen legges som oftest ut i underkant av bærelag. Det bør i hovedsak benyttes syntetiske nett. Vesentlig stivere produkter som for eksempel stålnett kan ha en positiv virkning, men dette er ikke dokumentert. Nettets åpninger bør være tilpasset de granulære materialenes gradering. Strekkstyrke min. 5 kN/m ved 2 % deformasjon.


Andre løsninger Bitumenstabilisert bærelag. Pass på

Andre løsninger bør vurderes før armering i kombinasjon med redusert bærelag/forsterkningslag velges.

25

4.2 Telesprekker

4.2.1 Meget store telesprekker ( > 50 mm) Årsak

Ujevnt telehiv over vegens tverr- eller lengdeprofil. Det vil normalt være større frostnedtregning i midten av vegen enn på kantene. I tillegg vil det være forskjeller i vegens lengderetning, så som stikkrenner. Disse forskjellene vil føre til forskjeller i telehiv og dermed fare for oppsprekking.

Armeringstype

Asfaltarmering av stål eller glassfiber


Noe redusert størrelse på sprekkene og fordeling over større område. Det er ikke realistisk å eliminere refleksjonssprekker i lag over store telesprekker. Erfaring med bruk av glassfiber har vist en del problemer med at nettene har blitt slitt av.

Virkemåte

Asfaltarmering bidrar til å øke lagets motstand mot strekkpåkjenninger. Armeringen holder asfalten sammen slik at sprekkene ikke får trengt gjennom det nye asfaltlaget.

Betingelser For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt ikke blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne.


Ved meget store telesprekker er kreftene som opptrer betydelige. Det kreves derfor et stivt og solid armeringsprodukt for å fordele sprekkene over et større areal og redusere størrelsen på sprekkene. Det bør velges et armeringsprodukt med en langtidskapasitet over 100 kN/m ved 2 % deformasjon


Andre løsninger Frostsikring (isolering eller betydelig masseutskifting) Pass på

- Bruk av armering i asfalten vil vanskeliggjøre framtidig fresing av asfalten - Utførelsen av asfaltarmering er viktig for kvaliteten og stiller store krav til

kompetanse hos entreprenøren.

26

4.2.2 Store telesprekker ( 50- 20 mm) Årsak


Armeringstype

Stålnett Plastnett Glassfiber


Noe redusert størrelse på refleksjonssprekkene og fordeling over større område. Det er ikke realistisk å eliminere refleksjonssprekker i lag over store telesprekker.

Virkemåte


Betingelser For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne.


Ved store telesprekker er kreftene som opptrer betydelige. Det kreves derfor et stivt og solid armeringsprodukt for å fordele sprekkene over et større areal og redusere størrelsen på sprekkene. Det bør velges et armeringsprodukt med en langtidskapasitet over 100 kN/m ved 2 % deformasjon





27

4.2.3 Mellomstore telesprekker ( 5 – 20 mm) Årsak


Armerings-type

Stålnett Glassfiber Plastnett


Gode erfaringer med bruk av stålnett. Her vil armeringen oftest eliminere refleksjonsprekker som stammer fra mellomstore telesprekker. Plastnett vil fordele sprekker utover et større område, men hver enkelt sprekk blir redusert til et slikt nivå at det ikke går ut over kjørekomfort.

Virkemåte


Betingelser

For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne.


For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne. 80 kN/m ved 2 % deformasjon i hht. 018





28

4.3 Kantsprekker/andre sprekker

4.3.1 Kantsprekker meget store ( > 50 mm) Årsak

Ved dårlig utformet kant (liten skulder, bratt skråning, dårlige masser med liten sidestøtte) oppstår det ofte langsgående sprekker ut mot vegkanten Når en foretar breddeutvidelse av veger er det svært vanskelig å få homogene forhold mellom de nye massene og den eksisterende vegen. Ofte vil det oppstå sprekker i overgangen mellom gammel veg og utvidelsen.

Armerings-type

Asfaltarmering (stål eller syntetisk nett).


Avhengig av sprekkens størrelse kan armering ha god effekt på denne type sprekk for å hindre refleksjonssprekker. Armering av granulære lag ved etablering av breddeutvidelsen kan ha en effekt for å redusere forskjell i motstand mot permanente deformasjoner.

Virkemåte Asfaltarmering bidrar til å øke lagets motstand mot strekkpåkjenninger. Armeringen holder asfalten sammen slik at sprekkene ikke får trengt gjennom det nye asfaltlaget. Armering i granulære lag ved etablering av breddeutvidelse kan virke slik at armeringen reduserer setninger i utvidelsen.

Betingelser Ved store sprekker er kreftene som opptrer betydelige. Det kreves derfor et stivt og solid armeringsprodukt for å fordele sprekkene over et større areal og redusere størrelsen på sprekkene.


For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt. Det bør velges et armeringsprodukt med en langtidskapasitet over 100 kN/m ved 2 % deformasjon

Utførelse Se kapittel

Andre løsninger Forsterkning av kanten, bredere skulder, slakere grøfteskråning eller lukket drenering

Pass på

- Bruk av armering i asfalten vil vanskeliggjøre framtidig fresing av asfalten - Utførelsen av asfaltarmering er viktig for kvaliteten og stiller store krav til kompetanse

hos entreprenøren. (se også kapittel ….)

29

4.3.2 Kantsprekker store ( 20 - 50 mm) Årsak


Armerings-type

Asfaltarmering (stål, glassfiber eller syntetisk nett).







Utførelse Se kapittel


Pass på


hos entreprenøren.

30

4.3.3 Kantsprekker middels (5 - 20 mm) Årsak


Armerings-type

Stålnett Glassfiber Plastnett




Betingelser Dimensjonering og utforming




Pass på


hos entreprenøren.

31

4.4 Andre sprekker

4.4.1 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, meget store (> 50 mm) Årsak Sprekker i et underliggende lag (eks fra gamle betongdekker) vil ofte

kunne forplante seg gjennom et nylagt dekke på toppen relativt raskt. Hvor raskt oppsprekkingen skjer avhenger av størrelsen på sprekken og bevegelsene/spenningene som blir overført til det nye dekket.

Armerings-type

Asfaltarmering (stål eller glassfiber)

Forventet virkningsgrad

Avhengig av sprekkstørrelse. En kan forvente brukbar effekt om sprekkene er mindre enn 20 mm.

Virkemåte

Asfaltarmering bidrar til å øke lagets motstand mot strekkpåkjenninger. Armeringen holder asfalten sammen slik at sprekkene ikke får trengt gjennom det nye asfaltlaget. Det spenningsbryt ende laget tillater små deformasjoner slik at strekkspenningene fra en sprekk ikke blir overført til det overliggende laget.







kompetanse hos entrepenøren.

32

4.4.2 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, meget store (20 - 50 mm) Årsak Sprekker i et underliggende lag (eks fra gamle betongdekker) vil ofte


Armerings-type

Asfaltarmering (stål eller syntetisk) Spenningsbrytende lag (SBL)



Virkemåte


Betingelser Ved bruk av spenningsbrytende lag er det viktig at det velges et bindemiddel som er tilpasset lokalt klima. Det er rapportert best effekt ved bruk i mildt kystklima.







33

4.4.3 Andre sprekker som kan gi opphav til refleksjonssprekker, middels (5 - 20 mm) Årsak Sprekker i et underliggende lag (eks fra gamle betongdekker) vil ofte


Armerings-type

Asfaltarmering (stål eller syntetisk) Spenningsbrytende lag (SBL)



Virkemåte









34

4.4.4 Svinnsprekker/lavtemperatursprekker Årsak Sprekker i et underliggende lag (eks fra gamle betongdekker) vil ofte

kunne forplante seg gjennom et nylagt dekke på toppen relativt raskt. Hvor raskt oppsprekkingen skjer, avhenger av størrelsen på sprekken og bevegelsene/spenningene som blir overført til det nye dekket.

Armerings-type

Asfaltarmering (stål, glassfiber eller syntetisk) Spenningsbrytende lag (SBL)



Virkemåte




For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne. Det bør velges et armeringsprodukt med en langtidskapasitet over 80 kN/m ved 2 % deformasjon


Andre løsninger Modifisert bitumen med forbedrede lavtemperaturegenskaper Pass på



35

4.5 Andre skader (krakelering, spordannelse)

4.5.1 Krakelering Årsak

Ved trafikkbelastning blir asfalten utsatt for nedbøying som gir opphav i en serie av strekk/trykk vekslinger. Hvis disse tøyningene er større en asfaltens utmattingsegenskaper vil det oppstå krakelering. Krakeleringen opptrer oftest i hjulsporene, men kan også spre seg til hele vegen. Avhengig av hvor i vegen svakheten ligger vil krakeleringen være storrutet (forsterkningslag) eller smårutet (bærelag)

Armerings-type

Asfaltarmering (stål, glassfiber eller syntetisk)


God virkningsgrad kan forventes, men kanskje unødvendig kostbart

Virkemåte

Asfaltarmering bidrar til å øke lagets motstand mot strekkpåkjenninger. Armeringen holder asfalten sammen slik at motstanden mot nye utmattingsbrudd blir økt Ved bruk av spenningsbrytende lag er det viktig at det velges et bindemiddel som er tilpasset lokalt klima. Det er rapportert best effekt ved bruk i mildt kystklima.

Betingelser Dimensjonering og utforming

For at det skal oppnås et godt resultat kreves det at overdekningen over armeringen er minst 50 mm. Det betyr at det bør dimensjoneres med litt tykkere lag slik at overdekningen lokalt blir mindre. Denne asfalttykkelsen gir normalt nok forsterkningseffekt, men det bør foretas en egen vurdering av vegens bæreevne. Det bør velges et armeringsprodukt med en langtidskapasitet over 5 kN/m for 2 % deformasjon.

Utførelse Se kapittel Andre løsninger

Pass på

- Bruk av armering vil normalt være unødvendig for å hindre krakelering - Bruk av armering i asfalten vil vanskeliggjøre framtidig fresing av asfalten - Utførelsen av asfaltarmering er viktig for kvaliteten og stiller store krav til kompetanse

hos entreprenøren.

36

5 Dokumentasjon av funksjon Produktenes egenskaper dokumenteres etter det Europeiske systemet som beskrevet i kapittel 2.5. Når det gjelder forhåndsdokumentasjon av hvor godt de enkelte produkt kommer til å virke for en aktuell problemstilling er dette en vanskelig oppgave. Det er mange forhold som spiller inn og avgjør om resultatet blir godt eller ikke. Noen av disse forholdene er det vanskelig å få en fullgod oversikt over. Hvordan risikoen for mislykket resultat skal fordeles mellom byggherre, entrepenør og leverandør må avklares/avtales i det enkelte tilfelle. For byggherren finnes det en rekke varianter av risikofordeling som er mulige fra innkjøp av et produkt, med dokumenterte egenskaper, men ingen garanti for funksjon til å kjøpe et ferdig konsept med garanti i x antall år framover. Det en sett fra en byggherres side bør forsøke å unngå er en situasjon der ansvaret for eventuelle feil og skader blir pulverisert ved at entrepenør og leverandør skylder på hverandre. Det kan være en vanskelig oppgave i ettertid å avgjøre om skadene skyldes et produkt som var dårlig tilpasset problemet eller en dårlig utførelse fra entrepenøren sin side.

6 Dimensjonering

6.1 Basis for dimensjonering Utgangspunkt for vegbygging i Norge er Håndbok 018 Vegbygging. Denne veilederen om armering i veg tar utgangspunkt i å dimensjonere nødvendige tiltak ut fra registrerte skader eller problem. Det er derfor meget viktig at det er gjort en god analyse i å finne årsaken til skaden/problemet. ”Skader” kan typisk være oppsprekking eller spordannelse på overflaten. For slike situasjoner er det viktig å kartlegge årsaken til skaden og hvor i konstruksjonen svakheten ligger etter samme system som i ”skadekatalogen”. Når årsak til skaden er kartlagt vil ofte krav til eventuelt armeringsprodukt være gitt ut fra skadens omfang og aktuelt tiltak.

6.2 Dimensjonering av anleggsveg / forsterkningslag på bløt grunn Et typisk ”problem” kan være bygging av veg på bløt grunn eller breddeutvidelse. Følgende forhold må kartlegges for bruk ved dimensjonering:

• Detaljerte data om grunnforholdene/underbygningen • Data om aktuelt forsterkningslagsmateriale • Trafikkbelastningene i anleggsperioden

Det er i håndbok 018 gitt minste tykkelse av forsterkningslag med hensyn til anleggstekniske forhold når det benyttes ”normale” anleggsmaskiner. Det vil blant annet si at forsterkningslaget skal kunne benyttes som anleggsveg. (Håndbok 018 fra 2005 angir også at total tykkelse på forsterkningslaget kan reduseres med 10-15 cm når det benyttes armering.) Spordannelse er imidlertid en funksjon av mange faktorer.

37

Minste tykkelse på utlagte masser/forsterkningslag: Dimensjoneringsdiagrammene nedenfor gir anbefalt tykkelse av anleggsveg for henholdsvis

o Uarmert veg (vist i begge diagram) o veg armert med nettprodukter og masser med korngradering tilpasset åpninger (diagram 1) o Veg armert med dukprodukter (diagram 2)

Ved skjærstryke mindre enn 20 kPa bør dimensjoneringen vurderes spesielt. Det vil blant annet ofte være behov for også å vurdere den totale bæreevnen.

Armert med nettprodukter

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Udrenert skjærstyrke, su - kPa

min

ste

fylli

ngsh

øyde

arm

ert -

cm

0

20

40

60

80

100

120

140

160hjullast

10 tonn

7.5 tonn

5 tonn

min

ste

fylli

ngsh

øyde

ute

n ar

mer

ing

- cm

Diagram 1: veg armert med nettprodukter overfylt med masser med korngradering tilpasset nettets åpninger.

38

Armert med dukprodukter

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Udrenert skjærstyrke, su - kPa

min

ste

fylli

ngsh

øyde

arm

ert -

cm

7

27

47

67

87

107

127

147

hjullast

10 tonn

7.5 tonn

5 tonn

min

ste

fylli

ngsh

øyde

ute

n ar

mer

ing

- cm

Diagram 2: veg armert med dukprodukter, eventuelt med nettprodukter når masser ikke er tilpasset nettets åpninger. Massene som fylles over skal tilfredsstille kravene til forsterkningslag. For å hindre deformasjoner i utlagte masser komprimeres disse før laget trafikkeres som anleggsveg. Nødvendig armeringsstyrke og stivhet:

Brukt på leire med skjærstyrke > 20 kPa: o Minst 5 kN/m ved 2 % tøyning. o Tøyning ved brudd bør i tillegg være minst 7,5%.

Brukt på torv/myr eller ved skjærstryke < 20 kPa

o Minst 10 kN/m ved 2 % tøyning. o Tøyning ved brudd minst 10 %. o Total bæreevne bør kontrolleres.

6.3 Dimensjonering ved armering i asfalt Forsterkningsbehovet blir uttrykt ved hjelp av differansen mellom observert/estimert dekkelevetid målt mot en normalisert forventet dekkelevtid for aktuell trafikkmengde. Kravet til overdekning over asfalten vil normalt gi så stor forsterkende effekt at det ikke er nødvendig å inkludere eventuelle effekter fra armeringen. Hvis forsterkningsbehovet er så stort at dette ikke er tilfelle bør en analysere konstruksjonen spesielt for å forsikre seg om at nødvendig bæreevne blir oppnådd.

6.4 Dimensjonering ved armering i bærelag Bruk av armering i bærelaget gir ikke grunnlag for å redusere lagtykkelsene og vegen dimensjoneres som om armeringen ikke var til stede.

39

7 PRAKTISK UTFØRELSE

7.1 Helse, miljø og sikkerhet

7.1.1 Vegarbeidere Utlegging av armeringsnett vil normalt kreve en god del manuell innsats for å få nettene på plass derfor er det viktig å fokusere på løfteknikker og lignende for å unngå belastningsskader. Noen typer nett kan også ha skarpe kanter og dermed kreve bruk av egnede hansker og annet verneutstyr. Ekstra forhold knyttet til utlegging av armering bør vurderes som en del av det kontinuerlige HMS-arbeidet.

7.1.2 Trafikkanter Det er nødvendig med ekstra sikring av området ved legging av stålarmering fordi et kjøretøy som kommer i normal trafikkhastighet inn på et nett som er under utlegging kan føre til store materielle skader og også utgjøre en fare for personskade. Ellers gjelder selvsagt vanlige regler for skilting og dirigering av trafikk.

7.2 Dekkearmering Legging av asfaltdekker med armering er mer krevende å utføre enn asfaltdekker uten armering. Når det benyttes armering kan kvaliteten av utførelsen samtidig ha større betydning for dekkets levetid enn det som er tilfell for uarmerte dekker. Ved legging av asfaltdekker med armering er det viktig å oppnå:

- Best mulig vedheft mellom asfaltlagene og mellom asfaltmassen og armeringen - Jevn og tilstrekkelig stor dekketykkelse (overdekning) - Homogent dekke med jevn komprimeringsgrad (hulrom)

Generelt høye krav til utførelsen tilsier at arbeidene bør utføres under mest mulig ideelle forhold. Legging av asfalt med armering skal ikke foregå i regnvær eller ved lave lufttemperaturer. Det er viktig at leggeprosedyren blir riktig tilpasset det enkelte produkt. Leggeprosedyre må derfor utarbeides i samarbeid mellom leverandøren og utførende før arbeidet påbegynnes. Det er viktig at en tar hensyn til produktets egenskaper og tilgjengelig anleggsutstyr og kompetanse når prosedyren velges slik at best mulig resultat kan oppnås. Nødvendig opplæring av personalet som skal utføre og kontrollere utleggingen utføres før selve arbeidet starter

7.2.1 Krav til underlaget Underlaget bør være av bituminøst materiale. Underlaget må være rent og tørt. Gammelt dekke krever rengjøring. Større sprekker (over 3 mm) bør fylles etter at dekket er rengjort. Underliggende bituminøst lag må ha en struktur som sikrer god klebing. Freste flater kan gi heftproblemer ved bruk av armering. En avretting av freste flater bør normalt utføres. Asfaltdekker med armering bør bare utføres på relativt jevnt underlag. Betydningen av jevnhet varierer med armeringstypen og leggeprosedyren. Større ujevnheter må alltid avrettes eller freses bort. Armeringstyper med stor bøyestivhet er mest avhengig av jevnt underlag for å kunne installeres forsvarlig.

40

Klebemiddel påføres underlaget før armeringen plasseres. Bitumenemulsjon er et aktuelt klebemiddel. Mengden av klebemiddel må tilpasses etter underlagets tilstand. Åpent underlag krever betydelig mer klebemiddel enn et tett underlag. Ved klebing på tett underlag er det en fordel å påføre klebingen i to omganger. Det er meget viktig med jevn påføring og riktig dosering av klebemiddelet.

7.2.2 Stålnett Generelle råd for utlegging av stålnett:

• Nettene må ikke overlappe. Nettene legges kant i kant eller med fingerskjøt • Pass på at nettene ikke henger fast i hverandre • Nett legges med trådene som går på tvers av vegen underst • I kurver plasseres nettene med glipp i ytterkurven og ikke overlapp i innerkurven • Armeringen kan trafikkeres med forsiktighet og ikke raskere enn 10 km/t • Det er viktig at det ikke blir stående ender opp i asfalten. Disse må trampes ned eller

klippes •

7.2.3 Syntetiske materialer For enkelte syntetiske nett anbefaler leverandøren kraftig strekking til en gitt tøyning avhengig av lufttemperaturen for å forspenne nettet. Dette krever bruk av spesialutstyr til oppstrammingen og at nettene festes mekanisk til underlaget med bolter og patentbånd. For produkter som skal forspennes må leggeretningen være på langs av arealet. For andre produkter er det kun anbefalt manuell strekking og klebing til underlaget for utlegging av overliggende asfaltlag. Felles for alle armeringsprodukter er at det må oppnås tett kontakt mellom underlaget og armeringen. Bulker eller folder i armeringen må ikke forekomme. For syntetiske nett kan dette bare unngås ved at nettet er jevnt oppstrammet. Folder på syntetiske duker kan om nødvendig skjæres opp og overlappes. Vanligste skjøtemetode for syntetiske produkter er å legge armeringen med overlapp. Tversgående skjøter må overlappes riktig i forhold til utleggingsretningen. Det anbefales forholdsvis liten overlapping for alle armeringstypene; 2-3 ruter for nettarmering og 10-15 cm for duker. For nettarmering bør rutene om mulig ligge over hverandre i skjøtesonen.

7.2.4 Legging av asfaltdekke over armeringen Asfalteringsarbeidene over armeringen blir utført etter to hovedprinsipper: 1. Utlegging av asfaltdekket i en operasjon (med minimal avstrøing). 2. Utlegging av et avstrøingslag for selve dekkeleggingen. Avstrøing før dekkeleggingen legges ut med lastebil med pukkspreder som rygger over det armerte feltet. Som avstrøingslag benyttes ofte masser med leggetemperatur på ca. 140oC og vanlig masseforbruk er ca. 30 kg/m2.

41

Avstrøingslag er nødvendig for å utføre asfaltlegging over en del nettyper. Dette gjelder både stålnett og enkelte polymerbaserte nett. Hovedhensikten med avstrøing er å holde armeringen nede under asfalteringen. Avstrøingslaget kan representer et svakere sjikt i dekkekonstruksjonen. Avstrøingslag blir av og til påstått å være nødvendig for alle typer nettarmering for å utføre dekkeleggingen uten problemer. Her er det imidlertid gjort motsatte erfaringer i mange tilfeller. Avstrøingslaget for selve dekkeleggingen er således et omdiskutert tema. Dekkelegging med minimal avstrøing anses å være best med hensyn på å oppnå god vedheft mellom asfaltlagene. Etter denne metoden påføres avstrøingen bare for hånd i striper foran utleggerhjulene (ca.0,5 kg masse pr.lm), om nødvendig også foran lastebilhjulene. Dekkelegging direkte på armeringen forutsetter at det er oppnadd god klebekontakt mellom armeringen og underlaget og at asfalteringsarbeidene utføres med følelse og forsiktighet. Forutsatt at leggingen blir forsvarlig utført, bør det tilstrebes å foreta dekkeleggingen uten avstrøingslag. Hvorvidt dette er mulig avhenger bl.a. av valgt armeringsprodukt, asfaltutleggeren som benyttes og faglig dyktighet i utførelsen. Komprimering av asfaltdekker med armering bør utføres uten bruk av vibrasjon. Det er også en fordel å forkomprimere med en lett valse for a unngå for store forskyvninger av asfaltmassene. Armeringsnett kan ikke kjøres på med vals før de er dekket av asfalt og det er viktig at utleggeren ikke drar nettet i noen retning under utlegging.

7.2.5 Kontroll under utførelse Legging av armering er en krevende oppgave for en entreprenør. Både det interne kontrollopplegget og byggherrens kontrollsystem bør reflektere dette. Den utvidete kontrollen for legging av armering innarbeides som et ledd i det ordinære kvalitetssikringssystemet for anlegget. Ved vedlikeholdstiltak og mindre anlegg må gjennomføringen av kontrollen sikres på en annen måte. Relevante forhold som bør kontrolleres regelmessig er :

• Identifikasjonskontroll av armeringen (er det rett produkt med bestilt kvalitet) • Kontroll av utført forarbeid (jevnhet på tvers og langs) • Er klebingen utført tilfredsstillende? • Er armeringen lagt ut slik den skal (skjøter, svinger, folder/bretter, oppstikkende ender

osv)? • Er overdekningen stor nok i alle punkt?

7.3 Armering i granulære lag Krav til underlaget. Det stilles samme krav til avretting før utlegging av armering som det normalt stilles til jevnhet av henholdsvis traubunn eller forsterkningslag. Generelt gjelder at fleksible produkter med høy styrke tåler mer ujevnheter enn mer bøyestive produkter. For rene anleggsveger/midlertidige veger vil det være tilstrekkelig med utjevning av større ujevnheter som steiner etc. Utlegging og overlapping Det er ikke ønskelig med langsgående skjøter. Dersom valgt produkt har like egenskaper i både lengde- og bredderetning, kan produktet rulles ut i veiens lengderetning, men det kan være vanskelig å tilpasse armeringen i kurver. Nødvendig overlapp både i tverretning og lengderetning

42

skal være spesifisert for det aktuelle prosjektet basert på om det er duk eller et nett som er spesifisert. Langsgående skjøter bør legges utenom hjulspor. I sving legges det med større overlapping i innerkurve slik at minste overlapping sikres i ytterkurve. Breddeutvidelse og kantforsterkning For større utvidelser enn ca 1,5 m legges armeringen i 2 eller flere lag. For mindre breddeutvidelser kan armeringen legges som en pølsekonstruksjon. Armeringen forankres inn i eksisterende vegfylling. Forankringslengden bør være like stor som breddeutvidelsen og minst 1,5 m.

Minste overdekning Armeringen bør ikke trafikkeres før den er dekket med granulære materialer. Minste overdekning bør være 0,3 m. Massene dumpes ikke direkte på armeringen, men skyves /legges ut med gravemaskin eller tilsvarende egnet utstyr. Komprimering Granulære materialer over armeringen komprimeres i hht krav for ordinær vegfylling. Komprimering er også viktig for anleggsveger for å begrense spordannelse som følge av deformasjoner i fyllmassene, noe som også kan gi redusert bæreevne.

8 Referanser Statens vegvesen. Skadekatalog for bitumenøse vegdekker. Veiledning nr. 193. September 1996 Statens vegvesen. Vegbygging Håndbok 018, Januar 2005 Sandberg, Jan og Björnfot, Per. Sprickfri och Bärig väg med stålarmering Vägverket, Publ.nr.: 2004:160. Desember 2004

43

Utvalg for armert jord. Erfaring med bruk av nett og duk i asfaltdekker. Rapport nr. 15. Januar 1996 Solheim, Odd Magne og Watn, Arnstein. Bruk av armering til forsterkning av vegkonstruksjoner og flyplasser – Utkast til veiledning SINTEF rapport nr.: STF69 A92025 Juni 1992 Perkins, Christopher, Cuelho, Eiksund, Hoff, Schwartz and Svanø. Development of Design Methods for Geosynthetic Reinforced Flexible Pavements. FHWA Report reference: DTFH61-01-X-00068 May 2004

Documents

2006-05-19 Kurskompendium armering i veg - SINTEF€¦ · Bruk av armering vil ikke alltid hindre nye skader i å oppstå, men vil kunne utsette skadeutviklingen slik at fornyelsesintervall