Forsterkning av veg

Geir Refsdal

Dekkeprosjektet

Veg- og trafikkavdelingen, Region øst

24. april 2007

Vi ønsker å forsterke når …

- det er åpenbar økonomi i det - dekket - det er åpenbar økonomi i det - dekket holder i for kort tid!holder i for kort tid!

- vi vil øke tillatt aksellast- vi vil øke tillatt aksellast

- en grusveg skal dekkelegges (da er det - en grusveg skal dekkelegges (da er det ikke tilstrekkelig bare å legge et nytt ikke tilstrekkelig bare å legge et nytt dekke på vegen)dekke på vegen)

- vi skal kantforsterke/breddeutvide- vi skal kantforsterke/breddeutvide

” Det er aldri bra ……..

……. når for mange mennesker er for enige om for mye”

1998 - vegnormalene ….

- det trengs mye informasjon om vegen

- man kan få veldig forskjellige svar – mange ulike svar kan forsvares

- analytiske metoder trenger uansett en kalibrering mot tilstandsutvikling

…. for bestemmelse av behov for forsterkning synes ikke alltid å ha gitt fornuftige svar

Siden 1990 …..

… har vi i Norge registrert tilstanden på alle rv og fv i landet. Det vil si at vi har en meget god oversikt over tilstandshistorien til våre vegdekker

- spor

- ujevnheter

- tverrprofil

- tekstur

- bilder

PMS-informasjonen er tilgjengelig på prosjektnivå

utvikling av spor

utvikling av ujevnhet

2003: arbeid med nye vegnormaler ble igangsatt

• Tanke: med alle disse tilstandsdataene – er det noe her vi kan utnytte ?

De nye vegnormalene (2005) sier:

” På vegstrekninger der den registrerte dekkelevetiden er unormal lav, bør forsterkningsbehovet fastlegges med utgangspunkt i vegdekkets levetidsfaktor f ”

- hva er ”unormal lav” dekkelevetid ? - hva er levetidsfaktor ?

” Levetidsfaktor ”

f = funksjonell dekkelevetid

normert dekkelevetid

Funksjonell dekkelevetid er den dekkelevetid man registrerer fra dekket er nylagt og fram til utløsende vedlikeholdsstandard er nådd.

Normert dekkelevetid er den dekkelevetid man bør forvente på en veg som er dimensjonert riktig og under normale klima og belastningsforhold

Normert dekkelevetid

Tallene i parentes angir normale utslag, avhengig av klima og lokale forhold.Tallene i parentes angir normale utslag, avhengig av klima og lokale forhold.

Dekkelevetider i Region østRegion øst har gjennomført en studie av oppnådde

dekkelevetider i 2005.

Vi kjenner nå meget godt til sammenhengen mellom dekketype og ÅDT

eksempler: gjennomsnitt (rv) 13,5 år

ÅDT 300 – 1500 Eo 14 år Ma 13,5 år Agb 15,5 år

ÅDT 3000 – 5000 Agb 12 år Ab 12,5 år Ska 15 år

ÅDT 1500 – 3000 Ma 13 år Agb 15,5 år Ab 15 år

ÅDT 5000 – 10000 Ab 11 år Ska 12,5 år

Dekkelevetider i Region øst (2005)

ÅDT 300-1500 1500-3000 3000-5000 5000-10000 >10000 Eo 22 kg/m2 13.3 Ma11 60 kg/m2 11.8 10.6 Ma11 75 kg/m2 13.5 12.3 Ma11 90 kg/m2 15.1 13.9 Ma16 100 kg/m2 16.1 15.5 Agb11 60 kg/m2 13.0 12.1 10.2 Agb11 75 kg/m2 14.7 13.8 11.9 Agb11 90 kg/m2 16.3 15.4 13.5 Agb16 100 kg/m2 17.3 17.0 15.1

1990 – 2005 : betydelig økt dekkelevetid

Vi har greidd (nesten) å opprettholde dekketilstanden gjennom 90-årene på tross av at dekkebudsjettet er halvert. Årsaken er at vi siden 1990 har greidd å øke dekkelevetiden med ca 80% !

Det skyldes:

• at vi har forlatt ”forsterkningsperioden” på riksvegene (1970-1990)

• vi har fått en bedre dekkeplanlegging (bruk av PMS)

• forbedret asfaltteknologi

• redusert piggdekkbruk

• utvikling i kjøretøyteknologien (dekkteknologi)

• flinkere entreprenører

Og dette på tross av at alle telerestriksjoner ble administrativt opphevet i 1995 !

Det norske riksvegnettet

Utviklingen i dekkelevetiden

0

2

4

6

8

10

12

14

1619

90

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

dek

kele

veti

d,

år (

rv)

1996 2003

Utviklingen i

asfaltens andel…av det totale drifts/vedlikeholdsbudsjettet

20%

10

0

25%

14%

Levetidsfaktoren

f > 0.7: den nødvendige styrkeforbedringen vil bli ivaretatt ved de ordinære dekkefornyelser

f = 0.5 – 0.7: den nødvendige forsterkning uttrykkes i form av ”styrkeindeks” og avhenger av f og trafikkbelastning

f < 0.5: betyr at vegoverbygningen har fundamentale mangler. Undersøkelser vil normalt være nødvendig. Forsterkningen dimensjoneres med utgangspunkt til kravene til ny veg.

gjenspeiler svakheter i vegkonstruksjonen

Forsterkningsbehov

Definisjon:Fdiff = behov for forsterkning (lagtykkelse lastfordelingskoeff.)

Forsterkningsbehov (Fdiff) ved økning av tillatt aksellast fra 8 tonn til 10 tonn

Forsterkning ved økning av tillatt aksellast

• Levetidsfaktor over 1,2

– Fra 8 til 10 tonn - Forsterkning er ikke nødvendig på slike partier.

• Levetidsfaktor 0,7 – 1,2

– Forsterkningsbehovet, uttrykt ved Fdiff, er vist i figur 531.4 for økning av tillatt aksellast fra 8 til 10 tonn.

• Levetidsfaktor under 0,7

– På partier der dekkelevetiden er unormalt lav er forsterkningsbehovet som angitt i figur 531.4, som inkluderer et tillegg som tar vare på at styrken for eksisterende veg har vært for lav.

Fosterkning – behov og metode

1. Behovet for forsterkning fastlegges ut fra levetidsfaktoren

2. Tiltaket (metode) vurderes ut fra - kjennskap til vegens oppbygning

(lagtykkelser, materialer, materialkvalitet)

- nedbøyningsmålinger (FWD) (hvor er svakheten ?)

- DCP undersøkelser (hvor er svakheten ?)

osv

Motforestillinger

- det er ikke ”fint nok”

- dekkeskader kan skyldes mange andre forhold enn at vegkonstruksjonen er for svak

- ”normert dekkelevetid vil endre seg” over tid

Man må tenke seg litt om (1) for: det finnes unntak!

Man må tenke seg litt om (2) for: det finnes unntak!

Hovedargumentene er likevel ….

- tilstandsmålingene (fra 1990 til i dag) gir oss ”fasiten”

- vi får styrt bevilgningene mot områder der vedlikeholdskostnadene er størst

- vi får et system som de dekkeansvarlige ”forstår”

- Selv med et godt utviklet analytisk dimensjoneringssystem kan dekkelevetider bidra til et bedre beslutningsgrunnlag

Sammenfatning

- Vi har tilstandsdata (PMS) siden 1990 for alle rv og fv

- Et nytt system for å bestemme behovet for forsterkning (om det er behov eller ikke) er introdusert i 2005.

- Systemet er basert på kjennskap til dekkelevetider:

• for korte dekkelevetider indikerer et behov for forsterkning

• MEN: valg av forsterkningsmetode baserer seg på kjennskap til

• vegkonstruksjonen

- Systemet sikrer at midlene brukes der behovet er størst

så: bitte litte grann om

forsterkningsmetoder

Løse problemet med vannømfintlighet

• gjøre de vannømfintlige masse ikke-vannømfintlige ved å tilsette bitumen og/eller sement

• benytte materialer som drenerer bort vannet og/eller ikke får nedsatt sin bæreevne ved økt vanninnhold

Vann i veg

Fuktighet fordamperfra grusslitelag

Fuktighet samler seg oppunder dekket i et telefarlig grusslitelag

Fuktighet vil ikke samle seg/gjøre skade i et bit.-stab. bærelag

Drenerende bærelag

Drenerende bærelag: Fp, Pp, Ap, Ep

Drenerende bærelag

• Bærelag av forkilt pukk (Fp) består av ensgradert pukk som forkiles med finere pukk eller asfalterte materialer for å få tilstrekkelig stabilitet.

• Asfaltert pukk (Ap) er en ensartet stabil blanding av tørket, oppvarmet steinmateriale, hvor den overveiende del er pukk (stein> 4 mm), og oppvarmet bitumen.

• Emulsjonspukk (Ep) er en kaldblandet drenerende bitumenstabilisert masse av steinog grus. Bindemiddel emulsjon BE60 eller BE70.

• Penetrert pukk (Pp) består av et ensgradert åpent pukklag, som avbindes ved påsprøyting av et bindemiddel og deretter avstrøs med ubehandlet finpukk, knust asfalt (Ak), asfaltert finpukk (Af) eller asfalt (Agb, Ag, Ap, Ma).

Dypstabiliseringsfres

Veger med behov for forsterkning – pga vannømfintlige bærelag

Veger med behov for forsterkning

Veger med omfattende behov for forsterkning

Rv-86, Hp12. Levetid mht. jevnhet

0

1

2

3

4

5

6

7

8

03.0

1.85

03.0

1.87

02.0

1.89

02.0

1.91

01.0

1.93

01.0

1.95

31.1

2.96

31.1

2.98

30.1

2.00

30.1

2.02

29.1

2.04

29.1

2.06

Dato

Je

vn

he

t 9

0/1

0 %

(IR

I)

km 1.98-5.0

km 5.0-11.7

km 11.7-12.8

Pukk+forkiling med oppfrest dekkeMa16Telehivsutbedringer

Dekkelagt i 19866-7 års levetid

Dekkelagt i 199414 års levetid

0

5

10

15

20

25

11.08.1987 07.05.1990 31.01.1993 28.10.1995 24.07.1998 19.04.2001 14.01.2004 10.10.2006

Dato

Sp

or

(mm

)

90/10 %

50/50 %

Rv868-04, km 4,0-10,0

10,5 års levetid

27,7 års levetid

Dypstabilisering + Ma16

0

5

10

15

20

25

12.0

4.90

11.0

4.92

11.0

4.94

10.0

4.96

10.0

4.98

09.0

4.00

09.0

4.02

08.0

4.04

08.0

4.06

Dato

Sp

or

(mm

)

90/10 %

50/50 %

Rv856-01, Km 8,2-14,479

Dypstabilisering + Ma16

Levetid 9,4 år

Levetid 28,2 år

Levetid 6,5 år ?

Hva kan vi si om bruk av armering?

Vi kan si at det er sjelden at bruk av armering som forsterkning kan forsvare kostnadene

Vi kan si at bransjen har meget gode selgere

Breddeutvidelse