7. Prosjektering mot permanent deformasjon

7.1. Prosjektering og dimensjonering

7.1.1. Prosjekteringsarbeidet

Prosjekteringsarbeidet kan deles inn i tre faser: I. Datainnsamling, II. Analyse og tilstandsvurdering, og III. Prosjektering. De to første fasene er behandlet tidligere i denne e-læringspakken. Denne leksjonen er konsentrert om fase III, den avsluttende prosjekteringsfasen.


Den første oppgaven i prosjekteringsfasen er å dele vegen inn i ensartede avsnitt basert på analysen og tilstandsvurderingen av vegen. Det kan være en utfordrende oppgave, spesielt der vegen sliter med mange ulike problemer og det er store variasjoner i både topografi og forhold i undergrunnen. Det et også vel kjent at de fleste entreprenører helst vil slippe flere alternative konstruksjonsløsninger i anbudsdokumentenes arbeidsbeskrivelse. Men i mange tilfeller er flere alternativer den eneste brukbare løsningen. Ofte er det 4-7 ulike konstruksjonsløsninger i hvert enkelt utbedringsprosjekt. Hvis det er færre kan det tyde på at planleggeren ikke har forstått fullt ut hva problemene består i. Det kan føre til at vegens langsiktige levetidskostnader blir høye. Normalt vil minstelengden for ensartede avsnitt være mellom 25 og 100 m, avhengig av vegtype og vegens funksjon. Unntak er “punkttiltak” som stikkrenner og oppstikkende bergknauser.

Så snart vegen er delt inn i avsnitt er neste skritt å fastsette standardnivå for utbedringen. Det vil bli påvirket av flere hensyn og vurderinger, f.eks. hvor mye kan prosjektet koste. Planleggeren må ha full oppmerksomhet på dette gjennom hele prosjekteringsfasen, og stadig vende tilbake til det for å kontrollere prosjektets endelige kostnad.


Vegens eier må kontaktes tidlig i denne fasen for å få fastsatt utbedringens forventede levetid, f.eks. om den skal være lang (>20 år) eller bare midlertidig (5-7 år). Hvis en bestemmer seg for en langtidsløsning, men med begrenset kostnad, kan mulige løsninger være:










a) bestemme et minste standardnivå for utbedring og prosjektere for dette, mens mulige midler til overs fordeles jevnt på resten av vegen, eller:

b) forsterke vegen først på de svakerste avsnittene og arbeide seg oppover til et nivå så langt pengene strekker til.

På lavtrafikkveger må slike vurderinger også omfatte hvilket lastnivå vegen skal tåle, f.eks. er målet å tillate tungtrafikk året rundt etter utbedringen, eller kan last og dekktrykk reguleres og kontrolleres. Mer informasjon om dette finnes i kap, 6.2.4.

Dimensjonerende aksellast, dekktype og dekktrykk må fastsettes for hver enkelt veg under prosjekteringen, også for veger uten restriksjoner, etter som dette kan variere fra land til land. Last, dekktype og dekktrykk er kritiske faktorer for å vurdere en ny vegs levetid i forhold til permanente deformasjoner. Det gjelder spesielt svake veger. Prosjekteringseksemplet i ROADEX inneholder informasjon om effekter av ulike dekktyper og dekktrykk. Se ROADEX-rapporten: Understanding Low-Volume Pavement Response to Heavy Traffic Loading.

Neste skritt i prosjekteringen er å velge de best egnete utbedringstiltak som finnes i “verktøykassen”. Klarlegging av problemene og type spordannelse bør ha avklart hva slags løsninger som kan brukes. Men også mange andre faktorer betyr noe for valg av metoder og materialer. Disse er grundig omtalt i kap. 6.4.

Materialparametre for den eksisterende vegkroppen og undergrunnen må klarlegges. Det samme gjelder parametre for nye eller behandlete materialer, slik at den nye konstruksjonens fasthet kan beregnes. Disse parametrene kan finnes ved å beregne tilbake fra informasjon som finnes, f.eks. fra fallodd- eller DCP-data, eller fra laboratoriemålinger. En grov vurdering av undergrunnens fasthet kan også gjøres ut fra en kornfordelingsanalyse, eller hvis en kjenner jordarten i undergrunnen. En må også vite E-modulverdier for nye materialer. De kan beregnes ut fra a) laboratorieundersøkelser, b) basert på hvordan de har fungert tidligere på andre veger (tilbakeberegning), eller c) fra spesielle oversikter over materialparametre som er laget i flere land for hver enkelt materialtype. I tilfelle type 1-deformasjoner har også ROADEX-prosjektet satt opp materialparametre som kan brukes i prosjekteringen. I Skandinavia må det også prosjekteres mot frost og tele i tillegg til prosjektering mot permanent deformasjon, spesielt der spor av type 2 er problemet. Hvis vegen ligger på svak og kompressibel undergrunn, og den nye konstruksjonen vil øke belastningen på undergrunnen, må det også gjøres en geoteknisk vurdering av vegfyllingen. Denne vurderingen må inneholde beregninger av stabilitet og setninger.

Når belastninger, tykkelse av vegkroppen, materialparametre og undergrunn er kjent kan en egnet utbedringskonstruksjon velges fra “verktøykassen” for hvert ensartet avsnitt av vegen. Disse konstruksjonsløsningene bør passe for hvert avsnitt og kunne utføres enkelt. Trafikkavviklingen (hvordan kjøretøyer skal kunne bruke vegen i anleggsperioden) må fastlegges samtidig. Når en velger egnete utbedringsløsninger er det viktig å huske at overflaten av nye vegen må være i samme høyde som for neste avsnitt når en går over fra et avsnitt til det neste. Eventuelle utkilinger i overgangspartiet må prosjekteres på dette tidspunktet.


Så snart de nye løsningene for utbedring er valgt for et avsnitt av vegen må de kontrolleres for å sikre at de kan stå imot permanente deformasjoner. Det kan gjøres med hjelp av ROADEX prosjekteringsmetoder. Senere i denne leksjonen omtales andre metoder, eller “tommelfingerregler”, som kan brukes. Hvis beregningene tyder på at løsningen ikke vil tilfredsstille anbefalte krav bør konstruksjonens tykkelse endres, eller en bør velge en annen konstruksjonsløsning og beregne denne.

Når en har kommet fram til en mulig løsning er det viktig å kontrollere at den passer inn i vegens tverrprofil. I mange tilfeller har det vist seg at det disponible vegområdet har vært for lite til å gjøre det mulig å flytte grøftene lenger ut fra vegen. Lignende problemer kan oppstå når nye lag øverst gjør at vegen blir liggende høyere enn før. Da kan innerskråningene bli for bratte. Når slikt oppstår må planleggeren endre konstruksjonsløsningen. Noen ganger er det mulig å forbedre veggeometrien i et utbedringsprosjekt. Det gir planleggeren flere muligheter. På avsnitt av vegen med store skader kan i slike tilfeller den beste løsningen være å bygge en helt ny veg ved siden av den gamle vegen (dermed kan trafikken bruke eksisterende veg i anleggsperioden). Hvis den foreslåtte utbedringsløsningen gir dypere skjæringer kan det være nødvendig å vurdere vegens vertikalgeometri på nytt.


Vegens dreneringssystem bør også prosjekteres i denne fasen, enten samtidig med prosjekteringen av selve vegkroppen, eller etter at en har valgt løsning for denne. Det bør alltid prosjekteres et dreneringssystem når veger utbedres. En tommelfingerregel er at grøftebunnen bør være 30 cm under nederste del av vegens overbygning.


Etter at beregninger og dimensjonering har ført til en tilfredsstillende løsning gjenstår den siste kritiske fasen, sammenfatning av mengder og kostnader. Hvis kostnadsberegningen viser høyere kostnad enn de midler som er til disposisjon må prosjektløsningen vurderes på nytt, i hvert fall delvis, med nye løsningsalternativer eller lavere målsetting for prosjektet.

Arbeidsbeskrivelser bør utarbeides for å unngå misforståelser i anleggsfasen. Slike dokumenter bør spesielt lages for konstruksjonsløsninger som ikke er vanlige i utbedringsprosjekter. I tillegg bør det gis anbefalinger for eventuelle tiltak som kan bli nødvendige for å håndtere problemer som ofte forekommer, f.eks. risikoen for at det skapes en “sandwich”-konstruksjon, eller at det finnes store steiner i vegkroppen eller undergrunnen. Det bør gis anbefalinger om hvordan konstruksjonen kan utformes nær bygninger, bussholdeplasser osv., hvis det finnes slike.

Til slutt må planleggeren gjøre klar og få trykket plandokumentene.

7.1.2 ROADEX prosjekteringsmetode mot spordannelse av type 1

Ett av de største problemene i “kampen” mot permanente deformasjoner på lavtrafikkveger har vært mangelen på en prosjekteringsmetode mot slike deformasjoner som har vært enkel nok til å kunne brukes i prosjekter i “hverdagen”. På grunnlag av laboratorieresultater i ROADEX og analysen av disse, samt annen ny forskning, har Andrew Dawson fra Nottingham universitet og Pauli Kolisoja fra Tampere teknologiske universitet foreslått en ny ROADEX prosjekteringsmetode mot permanent deformasjon, spesielt mot spor av type 1: Mode 1 rutting.

ROADEX prosjekteringsmetode er utviklet spesielt for grusveger og skogsveger med en enkel overbygning bestående av 2-3 lag. En spesiell programvarepakke er laget for å vise hvordan metoden kan brukes for å bekjempe spordannelse av type 1.

Første trinn er å få oversikt over kvaliteten av det eksisterende bærelagsmaterialet og mulige nye materialforekomster, samt klarlegge om noe av dette fungerer dårlig. “Tube Suction”-testen (omtalt i kap. 4.1.10) er et enkelt måleverktøy. Neste trinn er å gjøre en vurdering av styrkeegenskapene hos det eksisterende bærelagsmaterialet. En forenklet in situ-metode som bruker DCP er foreslått (omtalt i kap. 4.1.8). Andre mulige testmetoder er treaksialprøving i laboratoriet (omtalt i kap. 4.1.10), og en indirekte metode for å bestemme materialets styrkeegenskaper ved bruk av data fra undersøkelser med fallodd/minifallodd (omtalt i kap. 4.1.9). Hvis det ikke finnes noen opplysninger om materialets styrkeegenskaper har ROADEX-prosjektet laget en oversikt over typiske styrkeparametre for ulike materialtyper. Denne kan brukes i prosjekteringen.

“Dekkonstellasjon” kan bety noe for spenningstilstanden i lagene i overbygningen. Derfor er det viktig å definere hva slags dekkonstellasjon som vil bli brukt på vegen. En dekkonstellasjon kan sies å bestå av tre komponenter: dekktrykk (f.eks. 400 eller 800 kPa), dekktype (enkelthjul [“super single”] eller tvillinghjul), og radius i kontaktpunktet mellom dekket og vegens overflate (avhenger av dekktrykk og dekktype).


Styrken på materialene i undergrunnen bestemmes ved å bruke vanlige geotekniske metoder. En DCP-test er anbefalt som en enkel in-situ-metode som gir et raskt resultat (men ikke spesielt nøyaktig). Fastheten i undergrunnen (Esub) kan bestemmes f.eks. med falloddundersøkelser (eller minifallodd), samt indirekte på grunnlag av CBR-verdi. Undergrunnens skjærfasthet kan anslås ut fra erfaringsdata. Det kan også gjøres ut fra DCP-målinger, CBR-undersøkelser uten innspenning, samt med in situ-vingeborprøver hvis undergrunnen er svært bløt.

Ønsket tykkelse av bærelaget (og andre nye lag, f.eks. tykkelse av pukklag) kan bestemmes ved å bruke lokale retningslinjer for prosjektering, ved Odemark-metoden «ROADEX Odemark-metode», eller på grunnlag av tidligere erfaring. Det kan også gjøres ved å bruke ROADEX type 2 prosjekteringsmetode mot deformasjon i undergrunnen ROADEX prosjekteringsmetode mot spordannelse av type 2. En bør også ta hensyn til lokale erfaringer om forholdene tidligere, særlig i områder med sesongvise fryse- og tineperioder.

Følgende parametre som trenges for prosjekteringen bør nå være klarlagt:

– Forholdet lagtykkelse/lastflatens radius

– Fasthetsforhold (Ebas/Esub)

– Dekktrykk

– Dekkonstellasjon

Ved å bruke parametrene ovenfor kan en finne den variable spenningsverdien (S). Det kan gjøres ved å bruke tabellene som finnes i ROADEX-rapportene, eller med hjelp av ROADEX programvare for prosjektering av tiltak mot type 1-spor.


Den variable spenningsverdien (S) kan deretter sammenlignes med bruddspenningen (Sf), som kan beregnes direkte ut fra kjennskap til det aktuelle grusmaterialets egenskaper i bruddtilstanden. Hvis en kjenner eller kan anslå parametrene “friksjonsvinkel” og “kohesjon” (?’ og c’) for materialet kan Sf-verdien beregnes ved bruk av denne ligningen:

ROADEX anbefaler disse tillatte grenseverdiene for tillatte spenninger:

  • S < 0.9 xSf, for å motvirke hurtig spordannelse i det kornige laget under normale forhold, og
  • S < 0.75 xSf, for å motvirke spordannelse i det kornige laget når det er under tining eller oppbløtt av annen årsak.

Hvis disse forutsetningene er oppfylt har en funnet en tilfredsstillende løsning for å motvirke spor av type 1. Hvis de nevnte anbefalte grenseverdier er overskredet finnes følgende mulige løsninger:

  • Erstatt materialet med et materiale av bedre kvalitet, eller behandle materialet med et bindemiddel, en stabilisator, eller et annet tilsetningssstoff for å bedre dets funksjonalitet, eller legg ut et lag av bedre kvalitet på toppen.
  • Øk lagtykkelsen av materialet.

7.1.3 ROADEX prosjekteringsmetode mot spordannelse av type 2

Behovet for en prosjekteringsmetode mot spor av type 2 ble tatt opp i ROADEX III-prosjektet the ROADEX III project. Formålet med metoden var å finne en enkel måte for å bestemme den tykkelse på bærelaget og andre konstruksjonsdeler som er nødvendig for å motvirke deformasjoner i undergrunnen. Metoden som er vist nedenfor kan uten videre brukes i Skottland og Irland. Men den kan ikke brukes i sin nåværende form til prosjektering mot type 2-spor i områder der telen går ned til undergrunnen. Dette er årsak til telehiv med påfølgende svekkelse av undergrunnen i vårløsningen. Foreløpig er det ikke tatt hensyn til slikt i denne prosjekteringsfilosofien. En ny ROADEX dimensjoneringsmetode er under utvikling og vil ta vare på slike situasjoner.

Inntil videre anbefaler ROADEX bruk av ROADEX Odemark-metode i tilfeller med sporproblemer av type 2 i nordiske land. Metoden er omtalt i neste kap. 7.1.4.

7.1.4 ROADEX Odemark-metode

En “metode for prosjektering av skogsvegutbedring” er utviklet som en del av ROADEX-prosjektet. Denne metoden bygger på Boussinesq-Odemark’s dimensjoneringsmetode og har fått navnet ROADEX Odemark-metode for å vise til denne. Metoden har vist seg å være egnet for skogsveger og svake grusveger, men den kan også brukes på lavtrafikkveger med et tynt fast dekke. Metoden er utprøvd i en rekke utbedringsprosjekter i ROADEX-området. Den har vist seg som en god og egnet metode som gjør det mulig å styre investeringer (dvs. nye konstruksjonselementer) til steder som trenger forsterkning, og til å bestemme tykkelsen av nye lag for hver enkelt vegtype. Men den mest synlige fordelen med metoden er innsparte kostnader.

Metoden består av seks trinn: Disse trinnene er:

Trinn 1 – Datainnsamling

Trinn 2 – Etablering av prosjektet, klarlegging av lagtykkelse

Trinn 3 – Bestemmelse av E-moduler i vegkroppen og undergrunnen

Trinn 4 – Beregning av opprinnelig bæreevne

Trinn 5 – Ny løsning, prosjektering av en konstruksjon som gir ønsket bæreevne

Trinn 6 – Sluttjustering av løsningen: spesialløsninger og prosjektering av drenering

7.1.4.1 Trinn 1 – datainnsamling: georadar, fallodd, video


For å gjøre en kontinuerlig Odemark-dimensjonering mulig bør vegen kartlegges med georadar for å få rede på tykkelsen av ulike lag i vegen. Videre med fallodd for å få informasjon om fasthet, og med video for å få visuell informasjon om drenering, dekkeskader osv. Nøyaktig posisjonsangivelse for alle data som registreres er svært viktig.

Datainnsamling bør utføres med to ulike georadarantenner: en antenne med høy frekvens (900-2500 MHz) for de øverste lagene (slitelag, bærelag), og en antenne med lav frekvens (200-500 MHz) for hele overbygningen, fyllinger og undergrunn. Vanligvis er måling langs en linje som følger ytre hjulspor tilstrekkelig for en typisk smal skogsveg. Måling langs to linjer anbefales for bredere veger med fast dekke.

Koordinater for vegavsnittet, samt gode opptak med digital video (eller stillbilder), bør registreres og tas vare på under kartleggingen. Koordinatdata vil gjøre det mulig å framstille registreringsdata på et kart. Det kan brukes som grunnlag for andre registreringer som måtte være nødvendige. Videoopptakene egner seg for generell tilstandsvurdering, undersøkelse av dreneringen, oversikt over vegkanter, skråninger, møteplasser for tungtrafikk, vegkryss osv. Stikkrennenes tilstand bør undersøkes samtidig. Målinger med fallodd bør utføres i ytre hjulspor for hele lengden av vegavsnittet, med intervaller på 100 m (eller 50 m).

Detaljert beskrivelse av georadarmetoden finnes i kap. 4.1.7, videoopptak og GPS-koordinater i kap. 4.1.2, og falloddmålinger i kap. 4.1.9.

7.1.4.2 Trinn 2 – etablering av prosjektet, klarlegging av lagtykkelse

Prosjektet bør baseres på lengder målt med GPS hvis det ikke finnes annen informasjon. Om nødvendig bør målelengdene vises i en gitt målestokk. En foreløpig undersøkelse av tilgjengelige data bør gi nok informasjon til å velge steder for uttak av prøver. Normalt bør det være nok med 1-2 prøver av bærelaget pr 5 km for å gi en tilstrekkelig referansetykkelse for å fortolke georadardata, samt gi nok informasjon om vegmaterialenes kvalitet.

Ved fortolkning av georadardata blir slitelag + bærelag eller vegdekke + bærelag tatt ut fra høyfrekvensantennen. Dette er av og til vanskelig på grusveger på grunn av en gammel vegkropp. På skogsveger mangler ofte et tydelig slitelag, det er bare en felles vegkropp. I så fall bør slitelaget utelates fra beregning av lagenes E-modul, og en bør bruke en svært forenklet tolagsmodell (undergrunn + vegkropp) i Odemark-prosjekteringen. Den totale tykkelsen av overbygningen tas ut fra lavfrekvensantennen. Det er også hensiktsmessig å ta ut data for fyllinger samtidig. Stikkrenner bør avmerkes i dataene (ved bruk av informasjon fra stikkrenneoversikten hvis den finnes).





Type undergrunn bør kunne angis ut fra data hentet med georadar og fallodd. Som et minimum bør en identifisere mulige områder med myr eller berggrunn, da slike opplysninger trenges i trinn 6.


Det er mulig å lokalisere avsnitt med utilfredsstillende bæreevne ved å bruke metoder for analyse av falloddata og indeksberegninger. SCI (“dekkekrummingsindeks”) har vist seg å være en god indeks for å angi risiko for type 1-spor, og BCI (“undergrunnskrummingsindeks”) for type 2-spor. BCI og SCI er beskrevet detaljert i kap. 4.1.9.

7.1.4.3 Trinn 3 – bestemmelse av e-moduler i vegkroppen og undergrunnen

Så snart lagtykkelser i vegkroppen er klarlagt kan E-modulverdier for de enkelte lag og undergrunnen beregnes ut fra tilgjengelige falloddata. Det kan gjøres enten ved å bruke programvare for tilbakeberegning eller kalkulasjonsalgoritmer for beregning framover (f.eks. formler fra Federal Highway Administration). I tillegg har svenske bæreevneformler vist seg å gi svært pålitelige verdier for undergrunnens E-modul (Eu). På dette stadiet må en være svært forsiktig og unngå å bruke for høye eller for lave modulverdier i beregningene. Hvis disse verdiene skulle vise seg å være utenfor et rimelig intervall bør fortolkningen av georadardata kontrolleres for å se om den er riktig. Følgende tabell gir et grovt intervall for rimelige modulverdier som kan forventes i modulberegninger for lavtrafikkveger, og som brukes i ROADEX Odemark-dimensjonering:


Materiale, svakt – sterkt

Asfalt 1000 – 5000 MPa

Andre bituminøse lag 700 – 3000 MPa

Ubundet bærelag 80 – 400 MPa

Andre ubundne lag 40 – 200 MPa

Løsmasse i undergrunnen 5 – 150 MPa

Tilbakeberegning kan også vise hvor berggrunnen er nær vegens overflate. På slike steder er E2-verdiene (bæreevnen øverst i vegdekket) nesten alltid høye og bæreevnen god, men det kan likevel være fare for type 1-sporproblemer i vegkroppen. Videre kan partier med bløt undergrunn identifiseres ut fra georadardata basert på modulverdier for undergrunnen.


Etter at E-modulverdiene for lagene i vegkroppen og undergrunnen er beregnet kan de overføres til den programvaren som brukes i prosjekteringen og knyttes til den vegen som er inndelt i avsnitt for dette formålet. Det betyr at vegen bør klassifiseres i homogene avsnitt basert på data fra georadar og video. I praksis betyr det at de opprinnelige 50-100 m lange avsnittene blir forkortet eller forlenget for å tilpasses det som er funnet i georadardata og videoopptak.


7.1.4.4 Trinn 4 – Beregning av opprinnelig bæreevne

Opprinnelig bæreevne kan nå beregnes ved bruk av den såkalte Odemark-formelen og -metoden, som fortsatt brukes mye i mange land ved prosjektering av vegkonstruksjoner. Det teoretiske grunnlaget kan oppsummeres slik (se også ROADEX demo om belastninger og deformasjoner)


Både lagtykkelse og E-modul påvirker hvor mye bæreevnen øker øverst i et lag i vegkroppen, sammenlignet med bæreevnen under dette laget. På den måten bestemmes bæreevnen øverst i vegdekket av egenskapene både i undergrunnen og i hvert enkelt lag i vegkroppen. Odemark-formelen er en enkel metode for å bestemme den totale fastheten (bæreevnen) av en lagdelt konstruksjon, men den tar ikke hensyn til størrelsen på last som påføres vegen.

Bæreevnen beregnes bare på grunnlag av lagtykkelse og lagets E-modul. Men formelen er en enkel måte for å bestemme om konstruksjonens fasthet er tilstrekkelig for de belastninger som vegen utsettes for. Formelen er slik:

Bæreevnen øverst i det laget som dimensjoneres (EP) avhenger av bæreevnen i underliggende lag (EA), E-modulen for det laget som dimensjoneres (E) og tykkelsen av dette laget (h).

Informasjon om E-moduler iflg. Odemark-metoden kan så vises på kart der svake avsnitt langs vegen går tydelig fram.


7.1.4.5 Trinn 5 – ny løsning, prosjektering av en konstruksjon som gir ønsket bæreevne

En ny prosjektering begynner vanligvis med å definere ønsket bæreevne for vegen. Slik ønsket bæreevne bør fastsettes i hvert enkelt tilfelle, f.eks. avhengig av mengden daglig tungtrafikk og om vegen brukes av tunge kjøretøyer hele året (dvs. ingen lastrestriksjoner). Odemark-metoden for dimensjonering gjør det mulig å fjerne og legge til lag i vegkroppen, samt å behandle lagene på ulike måter. Ved hjelp av programvarepakker, som f.eks. Road Doctor prosjekteringsverktøy, kan en prøve ut ulike løsningsalternativer, slik at en finner den mest hensiktsmessige løsningen for hvert avsnitt av vegen.


I noen tilfeller, f.eks. når vegavsnittet har et tykt vegdekke og problemer med type 1-spor, kan beregnet bæreevne for den nye konstruksjonen være lavere for den gamle, men den kan likevel være sterkere mot permanente deformasjoner. Videre, hvis beregnet opprinnelig E-modul for bærelaget (type 1-spor) eller undergrunnen (type 2-spor) er relativt høy og det er synlig spordannelse, så kan disse modulverdiene settes lavere for å simulere materialets fasthet i teleløsningen.

7.1.4.6 Trinn 6 – kontroll av prosjektert løsning

Det finnes noen unntak som en bør vite om når Odemark-metoden brukes til vegprosjektering: Hvis berggrunnen er nær vegens overflate (<2 m) gir Odemark-beregninger ofte høy opprinnelig bæreevne. Det kan føre til at den nye konstruksjonen blir for svakt dimensjonert. Tykkere og/eller stivere konstruksjoner bør velges hvis det er tegn til spor av type 1 i vegen. Denne konklusjonen kan kontrollers med hjelp av “nedbøyningsverdien” (E_a) nederst i vegdekket. Hvis “nedbøyningsverdien” er høy er økt lagtykkelse riktig løsning.


Hvis undergrunnen består av myr som bærer vekten av vegen gir Odemark-beregninger ofte for lave verdier. Det fører til at beregnet lagtykkelse blir større enn nødvendig. Myrstrekninger bør vurderes fra sak til sak. Konstruksjonsløsninger som kan fungere godt er omtalt tidligere i denne e-læringsleksjonen. ROADEX e-læringsleksjon om veger på myr gir noen ideer og løsninger som kan brukes for veger som er bygd på myrgrunn.


Hvis vegens dreneringssystem er i svært dårlig forfatning, og målte E-moduler er lave, kan Odemark-beregninger ofte vise at store lagtykkelser er nødvendige. Men hvis dreneringen utbedres samtidig eller på forhånd, og det planlegges et bedre vedlikehold av den, kan det planlegges med litt lavere overflatemoduler enn ønsket modulverdi , f.eks. 10 -20 MPa lavere.


Bæreevneanalysen kan gi mer informasjon for en bedre og mer detaljert prosjektering. En av de best egnete parametre er “nedbøyningsverdien” (E-a), slik den beregnes ut fra svenske bæreevneindekser. Denne metoden ble utviklet for å beskrive horisontal deformasjon nederst i vegdekket. Men den også brukes som en grov indeksmetode for å anslå risikoen for spor av type 1 på grusveger. Jo høyere verdi, desto større er risikoen for slik spordannelse. Ved slike høye verdier bør en vurdere større lagtykkelse eller stivere lag, selv om bæreevnen allerede er tilfredsstillende.


Studier av videoopptak av vegen kan, sammen med bruk av kart, gi nyttig informasjon om beliggenheten av vegkryss og møteplasser. Dermed kan en unngå vanskeligheter der vegen ligger i høybrekk. Studier av videobilder kan ogå hjelpe til med å klarlegge behov for utbedring av drenering og siktforhold.


GPS-koordinater kan brukes som et grovt hjelpemiddel for å framstille vegens geometri. Ved å legge inn høydenivået for målelinjen kan en raskt få fram et langt avsnitt av vegen som kan brukes til støtte for noen beslutninger. Data om vertikale bevegelser av georadarens hornantenne kan brukes for å anslå vegoverflatens jevnhet.

En integrert analyse for prosjekteringen krever at en setter seg inn i og bruker alt innsamlet datamateriale for å finne den beste og mest kostnadseffektive løsningen for hvert avsnitt av vegen. Det innebærer at partier der det er nok med en lett forsterkning – eller ingen nye bærelagselementer i det hele tatt – kan klare seg med et nytt slitelag. Sparte penger kan da brukes på tilstrekkelig forsterkning av virkelig svake partier.

Den beste og mest kostnadseffektive løsningen for et vegavsnitt oppnås ved å analysere alle data samtidig i en integrert analyse. Det betyr at deler av vegen som bare trenger en enkel utbedring, eller ingen utbedring i det hele tatt, kan gis en “lett” løsning. Dermed kan de virkelig svake partiene gis tilstrekkelig forsterkning til å tåle de påkjenninger de utsettes for.

7.2 Utfordringer ved prosjektering av veger med fast dekke

7.2.1. Generelt

Når en skal prosjektere tiltak mot permanent deformasjon på veger med fast dekke er tykkelsen og tilstanden på de bituminøse lagene over det ubundne bærelaget et sentralt spørsmål. Asfaltentreprenører sier at feilaktig eller manglende informasjon om tykkelsen ofte fører til forslag om håpløse konstruksjonsløsninger, f.eks. 120 m stabilisering på et vegavsnitt der dekketykkelsen er 160 – 180 mm. Derfør bør tykkelsen av de bituminøse lagene alltid måles med georadar eller borkjerner når en skal velge utbedringsmetode. Videre bør problemene på vegen klassifiseres ut fra type dekkeskader. Hvis det forekommer permanente deformasjoner bør en også vite hvilken type spordannelse det dreier seg om.


7.2.2 Prosjektering mot spordannelse av type 1

Tykkelsen av eksisterende vegdekke er en av de viktigste parametrene som en må huske på når en skal velge en løsning mot type 1-spor som skyldes bærelag av dårlig kvalitet. Prosjekteringsmetodikken for veger med fast dekke kan være litt komplisert, men det finnes noen “tommelfingerregler”. Først og fremst har resultater fra ROADEX II-prosjektet vist at et 200 mm tykt bundet lag kan redusere de viktigste spenningene til et nivå som ikke fører til noen permanent deformasjon. En annen “regel” er at det gamle dårlige bærelaget bør ikke beholdes uendret ned til en dybde av 100 – 150 mm under den nye delen av vegkonstruksjonen. De mest aktuelle alternativene er derfor enten å behandle det eksisterende bærelaget eller å legge ut et nytt stivere lag på toppen av dette.


Tynne vegdekker, 20-100 mm: Hvis dekket er tynt kan alle utbedringsløsninger i kap. 6.4 brukes, og hva som er beste løsning bør avgjøres i hvert enkelt tilfelle. Men dersom problemene bare består av type 1-spor vil stabilisering eller behandling av det gamle dårlige bærelaget alltid være det beste og mest bærekraftige alternativet. Det kan oppstå problemer senere hvis en beholder dette laget som det er, også om det finnes langt nede i konstruksjonen. I tabellen nedenfor er omtalt metoder som bruker for forsterkning der det eksisterende vegdekket er tynt (ikke over 100 mm):

Alternativer for forsterkning ved spor av type 1 (tynne dekker 20 – 100 mm)

1. Fjerning av vegdekket + nytt tilslagsmateriale (grus/pukk) + nytt dekke

2. Tørrfresing + nytt dekke

3. Tørrfresing + nytt tilslagsmateriale + nytt dekke

4. Tørrfresing + nytt tilslagsmateriale + fresing + nytt dekke

5. Nytt tilslagsmateriale + fresing + nytt dekke

6. Gjenbruksasfalt + nytt dekke

7. Fjerning av dekket + bitumenstabilisering + nytt dekke

8. Fjerning av dekket + stabilisering med nytt tilsetningsstoff + nytt dekke

9. Masseutskifting

10. Fjerning av dekket + nytt tilslagsmateriale + stålnett + nytt tilslagsmateriale + nytt dekke

Tykke vegdekker, 100-200 mm: Hvis dekket har en tykkelse på 100-140 mm, og uten alvorlige skader (bare spor), kan det optimale utbedringsalternativet være å frese dekket slik at det får et riktig tverrprofil, og deretter legge ut et tykkere lag på toppen av det eksisterende dekkelaget.

Animasjon som viser en mulig utbedringsmetode der tykkelsen av eksisterende dekke er 100-200 mm, vegen er utsatt for permanent deformasjon, men dekket har fortsatt tilfredstillende standard.

Hvis dekketykkelsen er mer enn 200 mm vil det mest sannsynlig enten være alvorlige problemer med dagens dekke, eller problemet skyldes noe annet enn permanent deformasjon.


Hvis et tynt vegdekke er i svært dårlig tilstand er “homogenisering” en god løsning, dvs, at det det eksisterende dekket blandes med det ubundne bærelaget (tørrfresing). En annen løsning er å frese opp det gamle dekket og bruke det på nytt som gjenbruksasfalt eller bundet bærelag. Et tredje alternativ, som anbefales for tykke dekker med skader som ligger på et dårlig bærelag, er å frese de øverste 50–100 mm av dekket og la 50-80 mm gammelt dekke bli liggende. Dette gjenværende laget kan blandes med det dårlige bærelaget (blandingstykkelse 120-160 mm) som en stabilisering med gjenbruksmasser. Et nytt bærelag kan så legges ut på toppen. Denne metoden behandler øverste del av det dårlige bærelaget og gir ca. 200 mm bundne lag som er sterke nok til å forebygge senere spordannelse.

Animasjon som viser en metode for forsterkning av en vegkonstruksjon med tykke bundne lag med skader på toppen av et dårlig bærelag.

7.2.3 Prosjektering mot spordannelse av type 2

Hvis hovedproblemet på vegen er spor av type 2 er den beste metoden for utbedring å løfte lengdeprofilet og skaffe bedre drenering. Hvis det ikke er mulig kan en annen løsning være å prøve å gjøre det øverste laget stivere, tilstrekkelig til at det minsker spenningene i vegkroppen/øverst i undergrunnen til et nivå som tilsier at det ikke oppstår permanent deformasjon.


Men dette er lettere sagt enn gjort, og frostens virkninger må også tas i betraktning. Det gjelder særlig i Skandinavia, der telen går ned til undergrunnen.


Bruk av stålnett er en annen metode som kan anbefales for å motvirke spor av type 2 på veger med fast dekke. Hvis vegdekket er tynt bør nettet plasseres i bærelaget, ca. 250 mm fra den nye vegoverflaten.


Hvis vegdekket er tykkere enn 100 mm kan stålnettet plasseres i det bituminøse laget. Men det bør helst ligge minst 150 mm under den nye vegoverflaten for å motvirke type 2-spor (minimumsdybde er 100 mm).


Stålnett har den fordelen at det også kan hindre kan vegen blir bredere når det dannes type 2-spor i teleløsningen. I Finland er det dessuten ofte tillatt å regne 10-20 MPa ekstra i Odemark-beregninger når det brukes slikt stålnett.


Et problem ved prosjektering av tiltak mot spor av type 2 er å bestemme tykkelsen av de nye lagene på toppen av den gamle vegkroppen. ROADEX prosjekteringsmetode vil senere få fram gode løsninger for ulike typer hjulkonfigurasjoner og dekktrykk, men foreløpig er den spesielt tilpasset svake skogsveger og grusveger.

En annen brukbar metode for dimensjonering mot permanent deformasjon av type 2 er Odemark-metoden – med det unntak at den ikke alltid fungerer godt på myrgrunn. Denne metoden krever tilleggsinformasjon om tykkelse (georadar, prøvehull) og fasthet (fallodd, minifallodd, DCP) som grunnlagsdata for prosjekteringen. På lavtrafikkveger med fast dekke bør ønsket Odemark E-modul være 160 – 200 MPa avhengig av vegtype, målt på toppen av vegdekket. På de svakeste vegene med fast dekke bør 120 MPa være absolutt minste ønskete verdi for Odemark E-modul i overflaten etter utbedring. Vegavsnitt som har hatt lavere modulverdier har vist seg å få skader ganske raskt.


Den tredje prosjekteringsmetoden som har vist seg å fungere godt mot type 2-spor på veger med mer trafikk er det svenske Vägverkets “PMS Object design”-metode og programvare. Denne metoden er lett å lære seg og lett å bruke for dekkeplanleggere med mindre erfaring.


Det er noen spesielle utfordringer knyttet til prosjektering og forsterkning av veger med fast dekke som har permanente deformasjoner av type 1 og 2. Disse bør en ha i erindring både i prosjekterings- og byggefasen.


I Skandinavia er den største utfordringen lokale telehiv og setninger under tiningen, både på langs og på tvers av vegen. Når disse teleproblemene er alvorlige bør en frostdimensjonering utføres.


En grov “tommelfingerregel” er at hvis telehivet er mindre enn 100 mm kan en se bort fra frost under prosjekteringen, særlig når konstruksjonen skal utbedres uansett.


Hvis vegen har langsgående telesprekker og middels problemer med permanent deformasjon er telehivene sannsynligvis ca. 100 – 200 mm. Noen tiltak bør gjennomføres (stålnett, mye større lagtykkelser, “homogenisering”, spesielle dreneringstiltak osv.)


Hvis telehiv er større enn 200 mm på veger med fast dekke vil vegen ha alvorlige jevnhetsproblemer i tillegg til telesprekker. I slike tilfeller vil det viktigste være å dimensjonere mot frost, og da slik at den valgte løsningen også løser problemer med permanent deformasjon. I ROADEX e-læringspakke om drenering inngår en demonstrasjon av hvordan en kan anslå telehiv på grunnlag av årlig akkumulerte frosttimer, vegkroppens tykkelse og undergrunnens telefarlighet.


Refleksjonssprekker er et annet problem som må tas i betraktning ved forsterkning av veger med fast dekke. Der gamle tykke dekker har refleksjonssprekker kan vanlige tiltak mot permanent deformasjon være mindre effektive enn normalt. Sprekkene kan oppstå igjen kort tid etter utbedringen (særlig hvis ikke vegens drenering er blitt utbedret samtidig). Denne type problemer må løses fra sak til sak.


En vanlig årsak til refleksjonssprekker er dårlig utførte breddeutvidelser. Ved mange forsterkningsprosjekter må vegbredden også utvides. Det gir noen nye prosjekteringsutfordringer som ikke er behandlet i denne e-læringspakken. Men den mest typiske feilen som fører til refleksjonssprekker er at overgangen mellom gammel og ny veg i bærelaget og undergrunnen plasseres rett under ytre hjulspor. I slike tilfeller vil det straks oppstå refleksjonssprekker i vegdekket. I ROADEX IV-prosjektet inngår forskning på problemer knyttet til breddeutvidelse og hvordan refksjonssprekker kan forebygges og utbedres. Resultater derfra vil bli presentert i ROADEX IV-rapporter i 2012.


Dekkeskader kan noen ganger skyldes alvorlig forvitring av de bituminøse lagene (“stripping”) på grunn av dårlig drenering under lagene. Det skjer særlig i tykke vegdekker. Mye vann under de bituminøse lagene kan være årsak til høyt hydraulisk trykk i lagene når de belastes av tungtrafikk i tineperioder. Slike problemer kan også henge sammen med pumping, som omtalt i leksjon 3.8. I slike tilfeller er eneste løsning å utbedre dreneringen, frese opp de bituminøse lagene, legge ut et vanngjennomtrengelig lag på toppen av fresemassene (pukk eller grus med åpen gradering), og avslutte med et nytt slitelag.


Slike problemer kan også skyldes pumping, som omtalt i leksjon 3.8. I slike tilfeller er eneste løsning å utbedre dreneringen, frese opp bituminøse lag, legge ut et grus/pukklag med god permeabilitet på den klargjorte overflaten (ensgradert pukk eller grus med åpen korngradering), og til slutt legge ut et nytt slitelag. Videre er, som nevnt mange ganger tidligere, stålnett velegnet for å motvirke problemer med pumping.


Og, som nevnt tidligere, er stålnett velegnet for å motvirke pumpeproblemer.

7.3 Grusveger og skogsveger

7.3.1. Generelt

Prosjektering mot permanent deformasjon på grusveger og skogsveger er enklere enn for veger med fast dekke fordi en slipper å ta hensyn til stive bituminøse topplag.


Men, hvis det finnes et slitelag, bør en også måle tykkelsen av dette og ta det i betraktning når en velger løsning for utbedringen.


Ved prosjektering av grusvegforsterkning er det også et annet viktig forhold som gjelder lagtykkelse. Lagtykkelsen kan variere mye på tvers av vegen som følge av permanente deformasjoner. F.eks. kan det lagtykkelsen i hjulsporene være 60-80 cm, men bare 10 cm på vegskuldrene og midt i vegen. Dette må en alltid ha i tankene under prosjekteringen, og nye deler av konstruksjonen bør legges ut på en “homogenisert” gammel veg der det er mulig.


Andre kritiske faktorer for prosjektering av grusveger og spesielt skogsveger er aksellast, dekktype og dekktrykk. Disse forholdene lar seg ofte kontrollere, særlig der det foregår tømmertransport


En spesiell utfordring på grusveger er å håndtere telehiv og teleløsningsproblemer. Slikt er uunngåelig på grusveger i Skandinavia. Men virkningene kan bli minimale ved bruk av gode konstruksjonsløsninger og god forvaltning av dreneringssystemet.


7.3.2. Prosjektering mot spordannelse av type 1

Hvis problemet på grusveger eller skogsveger er spor av type 1 er beste løsning som oftest å legge ut nytt materiale på toppen av den gamle vegen. Det reduserer omfanget av telehiv, og det nye laget vil holde seg tørrere hvis det er dreneringsproblemer. Men, som nevnt tidligere, bør minste lagtykkelse for det nye laget være 150-200 mm. I ROADEX prosjekteringsmetode vil det bli gitt mer nøyaktige opplysninger om de lagene som det er behov for.


Hvis det ikke finnes bærelagsmateriale av god kvalitet i nærheten kan et godt alternativ være å gjøre det dårlige materialet grovere ved å blande inn pukk (hvis det er tilgjengelig). Den anbefalte løsningen er bitumenstabilisering med lavt bindemiddelinnhold, eller ett av de nye “utradisjonelle” tilsetningsstoffene. Alle disse metodene er omtalt mer detaljert i neste leksjon 7.4.


Spordannelse av type 1 henger nøye sammen med fuktighet og dreneringsproblemer. Derfor bør dreneringen alltid forbedres når det gjennomføres utbedringsarbeider, og en bør sikre at den nye vegoverflaten har tilfredsstillende tverrfall. For dette formålet er 4 % et godt tverrfall.


7.3.3. Prosjektering mot spordannelse av type 2

Den enkleste løsningen for grusveger og skogsveger med type 2-spor er å legge ut nye lag på toppen av den gamle vegen. Det største problemet er likevel å anslå mengden av nytt materiale som må tilføres. Den nye ROADEX prosjekteringsmetoden kan brukes til dette.


Et annet alternativ kan være å bruke Odemark-metoden. For grusveger bør ønsket bæreevne settes til 120-140 MPa. For viktige skogsveger som brukes hele året bør den være 100 MPa, og for andre skogsveger 80 MPa.


På steder med svak undergrunn og type 2-spor anbefales at det legges inn en fiberduk for å hindre at det nye laget blandes med undergrunnen. Et stålnett kan også brukes hvis vegen er utsatt for breddeutvidelse eller problemer med pumping.




Masseutskifting (0,4 – 0,8 m) kan også gi gode løsninger, særlig der vegens plassering i terrenget endres hyppig.


7.3.4. Spesielle utfordringer i prosjektering og utførelse

En må huske på en rekke spesielle utfordringer under prosjektering og og utførelse av utbedringer på grusveger og skogsveger. En viktig ting å tenke på er at det gamle slitelaget må ikke beholdes under den nye konstruksjonen, særlig hvis slitelaget er tykt og inneholder mye finstoff. Dette laget bør fjernes fra vegen og enten brukes som støtte for vegkantene eller blandes inn i det nye slitelaget sammen med nytt materiale.



Den største feilen som gjøres når forsterkning av grusveger og skogsveger planlegges er å dimensjonere nye konstruksjonsdeler utilstrekkelig på grunn av begrenset finansiering. Et 10 cm tykt lag med bærelagsgrus på toppen av en grusveg med permanente deformasjoner er i 90 % av tilfellene bortkastede penger, og problemene vil mest sannsynlig oppstå på nytt i neste teleløsning. Hvis det ikke er nok finansiering for hele vegen er det best å forsterke bare en kortere del av vegen, eller konsentrere forsterkningen om de svakeste partiene.

En annen viktig sak når en planlegger forsterkning av grusveger og skogsveger er å fastsette tidspunkt for arbeidet. Hvis anleggsarbeidet skal utføres om høsten, med mye regn og liten fordamping, må en regne med at andre deler av vegen kan få skader på grunn av massetransport med tunge biler til anlegget. Derfor bør alle forsterkningsarbeider utføres i de varme sommermånedene når vegens bæreevne er høyest.


Til slutt anbefales at dreneringen på vegavsnittet bør utbedres året før selve forsterkningsarbeidet. Det vil forenkle anleggsarbeidet og redusere ulemper.


7.4. Metoder for behandling av materialer mot permanent deformasjon

7.4.1. Generelt

Materialbehandling bør vurderes som en mulig utbedringsmetode hvis spordannelsen på vegen er av type 1 og årsaken kan være dårlig bærelagsmateriale (se ROADEX II-rapport : New Material Treatment Techniques). Materialbehandling kan også vurderes hvis det ikke finnes gode bærelagsmaterialer lokalt, eller hvis transportlengden blir stor, eller hvis forhold som f.eks. undergrunn av myr utelukker løfting av vegprofilet.

Forhold som bør tas i betraktning når utbedring planlegges er: a) hensikten med prosjektet, b) tilgjengelige materialer, c) tilgjengelige maskiner og utstyr, d) spesielle forhold ved anleggstedet og adkomsten dit, som f.eks. svake bruer som hindrer maskintransport til anlegget, e) om vegen er utsatt for teleskader, og f) sannsynlige anleggskostnader.


I tillegg til disse vurderingene bør en også være oppmerksom på dreneringens tilstand, etter som vann i vegkroppen kan svekke den stabiliserte konstruksjonen.


Til slutt, som for alle løsninger, må vegkonstruksjonen etter behandling være dimensjonert for å tåle forutsatt belastning.

7.4.2 Tilsetningsstoffer

Tilsetningsstoffer kan som hovedregel klassifiseres enten som tradisjonelle tilsetningssstoffer eller som utradisjonelle stoffer

Tradisjonelle tilsetningsstoffer

De anerkjente tilsetningsstoffene er bitumen, slagg, sement og ulike kombinasjoner av disse.

Bitumen og sement er de mest kjente stabiliseringsmaterialer ved forbedring av vegers bæreevne. Bitumen er også brukt i telefarlige materialer i områder med sesongvis frost når sementstabilisering ikke er tilrådelig på grunn av faren for lokale telehiv i vegen.

Det finnes en rekke pålitelige nasjonale retningslinjer for vegutbedring med bruk av tradisjonelle stabiliseringsmaterialer, basert på lang erfaring og forskning.

Bitumen

I dag er bitumen det mest brukte tilsetningsstoffet for å forbedre de tekniske egenskapene hos bærelagsmaterialer. Bitumenstabilisering utføres med bruk av enten skumbitumen eller bitumenemulsjon, som blandes med det materialet som skal behandles. Erfaringer fra Sverige og Norge, omtalt i ROADEX II-prosjektet, tyder på at skumbitumen binder finstoffet litt bedre enn bitumenemulsjon. På grunnlag av disse funnene anbefales følgende for valg av metode for bitumenstabilisering:

– Hvis finstoffinnholdet er mindre enn 8 % gir bitumenemulsjon best resultat.

– Skumbitumen bør brukes når finstoffinnholdet er større enn 12 %..

– Hvis finstoffinnholdet er mellom 8 og 12 % er begge metoder like brukbare, og valg av bitumentype avhenger av prisen.

Gjenbruksasfalt er en metode der bitumen brukes som bindemiddel i materialet som stabiliseres, og det gamle vegdekket varmes opp og blandes inn i den nye vegkonstruksjonen. Gjenbruksasfalt er omtalt mer detaljert i 7.4.3 Utførelsesmetoder 7.4.3 Utførelsesmetoder


Slagg

Slagg er egnet som bindemiddel i et materiale hvis materialet har et finstoffinnhold mellom 5 og 15 %. Dette stabiliseringsmaterialet egner seg for prosjekter der bindemidlet får tilstrekkelig tid til å virke, det er lite telehiv, og det er behov for god bæreevne.


Sement

Bruk av sement til stabilisering har vært utprøvd i lang tid, og det finnes retningslinjer for dette i mange land. Men metoden kan ikke anbefales på lavtrafikkveger, særlig ikke i områder med sesongvis frost. Et sementstabilisert bærelag er stivt og sprekker lett opp når det oppstår lokale telehiv. Jordarter i undergrunnen må ikke være telefarlige hvis sement skal være egnet som stabiliseringsmateriale.


Kompositt

Bitumen og hydrauliske bindemidler kan brukes sammen for å binde tilslaget ved “komposittstabilisering”. Det komposittstabiliserte laget kalles ofte et “halvstivt” lag. Komposittstabilisering egner seg best når arbeidet må skje raskere enn det som er mulig med bitumen alene, f.eks. på høytrafikkveger. Derfor er det ikke en vanlig metode på lavtrafikkveger. I likhet med sementstabilisering kan komposittstabilisering bare anbefales på lavtrafikkveger der undergrunnen ikke er telefarlig.


Nye utradisjonelle tilsetningsstoffer

I dag er mange typer utradisjonelle stabiliseringsmaterialer tilgjengelige, men inntil nylig har disse tilsetningsstoffene ikke vært klassifisert. De klassifiseringer som har vært gjort har vært kompromisser basert på ulik lokal praksis og erfaringer, spesielt fra støvdemping eller stabilisering av materialer i undergrunnen. I ROADEX-prosjektet er utradisjonelle stabiliseringsmaterialer klassifisert i følgende grupper: a) polymerer, b) enzymer, c) ioniske tilsetningsstoffer, d) ligniner, e) resiner (harpiks), f) sammensatte produkter, og g) andre typer stabiliseringsmaterialer.


Polymerer

Polymerer kan utvikles på svært mange forskjellige måter. Akrylpolymerer, f.eks., blir sterkere mens de tørker. De utvikler en kjemisk adhesjon som binder sammen partiklene og holder dem sammen. Men minst ett polymerprodukt virker på lignende måte som enzymer, ifølge det som er rapportert hittil. Et polymerprodukt som kan brukes til stabilisering av grovkornige materialer er flyveaske med et belegg av polymerer. Det brukes i pulverform og kan også inneholde kalk. Sannsynligvis vil utvalget av tilgjengelige polymerer øke, og bruksområdet vil bli mer variert. Det vil kreve at det gjennomføres en mer detaljert underinndeling av polymerproduktene.

Mange typer polymerer finnes tilgjengelige, og i form av emulsjon er det ganske enkelt å bruke dem. En emulsjon består vanligvis av 40-50 % polymer og 1-2 % emulgator, mens resten er vann. De fleste polymerprodukter som kan brukes til stabilisering er vinylacetater eller akryliske copolymerer.


Enzymer

Basisstrukturen i enzymer består av proteiner, som virker som katalysatorer i biologiske systemer. Hvis en jordart skal stailiseres med enzymer bør den inneholde en god del partikler av silt- og leirstørrelse, samt organisk materiale. Enzymer som er tilsatt et jordmateriale fortsetter å være reaktive hele tiden. Enzymene opptrer svært entydig når de gjelder å knytte seg til bestemte grupper av kjemiske sammensetninger, og de begrenser sin påvirkning til spesifikke forbindelser i slike grupper og reagerer med disse. Når enzymer som inngår i et tilsetningsstoff blandes med vann og spres i jordmaterialet kan de reagere på mange ulike måter. Reaksjonen kan bestå i å bryte ned strukturen i leire og kombinere kationer og andre partikler ved hjelp av organiske molekyler. Når strukturen brytes ned minsker leirpartiklenes kornstørrelse, og de kan lettere knyttes til organiske materialer. Komprimering er svært viktig ved bruk av tilsetningsstoffer basert på enzymer.

Fordi bruk av enzymer krever en betydelig mengde finstoff kan de vanligvis ikke brukes i grusmaterialer som har mindre enn 20 % finstoff. Ifølge flere kilder krever enzymer forholdsvis lang tid for å virke. Det kan hindre mer utstrakt bruk av tilsetningsstoffer med enzymer i Den nordlige periferi, der det ofte er regn og fuktig vær.

Ioniske tilsetningsstoffer

Elektrolytter som inngår i ioniske tilsetningsstoffer påvirker grunnleggende trekk hos leirmineraler. I jordmaterialer med normalt innhold av fuktighet transporteres elektrolyttene ved osmose. De frigjør det adsorberte vannet og størkner som en tett masse uten fuktighet. Ifølge informasjon fra produsentene er ioniske tilsetningsstoffer bare effektive når finstoffinnholdet er minst 35 %, og en viss andel av finstoffet må være leirmineraler. Etter at stabilisering og komprimering er ferdig skal ikke tørking og væting, eller fryse-tinesykluser, ha noen innvirkning på materialet som er behandlet. Behandling med et ionisk stabiliseringsmateriale bør gjøres når jordmaterialet har optimalt vanninnhold eller er nesten fullt mettet. Hvis stabiliseringen skjer gjennom overflaten vil den vil bli svært glatt, og det vil være behov for et friksjonslag øverst. Stabilisering på dypere nivåer kan utføres ved injeksjon.

Mange sulfonatoljer kan regnes med i kategorien ioniske produkter. Syrer brukes som reaktant i mange ioniske tilsetningsstoffer.

Ligniner

Ligninprodukter er ofte laget av biprodukter fra treforedlingsindustrien. De brukes ofte som støvdempingsmidler. Dessuten har f.eks. lignosulfonat vist seg å gi god kortvarig bæreevne i noen prøveserier, men dette tilsetningsstoffet var oppløselig i vann. På den annen side viste et annet forskningsprosjekt at en optimal mengde på 5 % lignosulfonat ga god beskyttelse mot vann i siltig sand. Følgelig bør ligninprodukter kunne brukes i noen tilfeller, f.eks. til midlertidig forsterkning av skogsveger. Lignin har også vist seg å fungere bra på ROADEX II prøvestrekning i Ängesby, Sverige, der en gammel og svært skadet veg med fast dekke ble omgjort til grusveg og bærelaget ble stabilisert med lignin.


Resiner (harpiks)

I kategorien resiner inngår en stor mengde produkter. Når det gjelder virkemåte er et felles trekk ved resiner at de omslutter og binder finstoffet. Noen resiner danner også en vannavstøtende overflate når de kapsler inn finstoffet. Laboratorieundersøkelser ved Tampere universitet i Finland har vist at noen resiner har god evne til å forbedre kvaliteten av bærelagsmaterialer. Noen av tilsetningsstoffene er naturprodukter, noe som betyr at de er biologisk nedbrytbare og derfor kan ha forholdsvis kortvarig virkning. På den annen side vil oljeresinprodukter av denne gruppen bety liten fare for miljøet, selv om noe av materialet skulle bli sluppet ut i vannsystemer ved et uhell mens behandlingen pågår.


Sammensatte produkter

Gruppen “sammensatte produkter” inneholder tilsetningsstoffer som er satt sammen av minst to klart forskjellige komponenter, der ingen av disse kan anses som viktigere enn de andre.


Andre typer stabiliseringsmaterialer

Denne gruppen inneholder produkter som ikke kan klassifiseres i noen av gruppene nevnt foran. Det er hovedsakelig materialer som brukes til støvdemping eller materialer som betyr svært lite for å redusere evnen til å suge opp vann i jordarter eller knuste materialer.

7.4.3. Utførelsesmetoder

Tørrfresing

Ved denne metoden blir bundne og ubundne lag i vegkroppen “homogenisert” ved at de freses opp og blandes. Det brukes ikke bindemidler. Ekstra materialtilslag kan tilføres hvis det er behov for å endre vegens profil eller korngraderingen for de materialene som finnes i vegen.

En animasjon som viser prinsippene for tørrfresing.

Etter en blanding blir de blandete lagene avrettet med veghøvel og komprimert med hjulvals.


Tørrfresing av veger med fast dekke er en svært god metode der det er dype spor og vegdekket er forholdsvis tynt (< 100 mm). Der det er deformasjoner i vegskuldrene kan tverrfallet lett gjenopprettes etter tørrfresing. Tørrfresing har også den fordelen at bærelaget blir litt grovere fordi det gamle dekket blir knust og blandet inn i overbygningen. Gammelt dekkemateriale kan også gi en bindeeffekt i det freste bærelaget.

Grovere korngradering

For å få en grovere og dermed bedre korngradering blandes noe grovkornig materiale, f.eks. grus med en åpen kornkurve eller pukk, inn i den eksisterende overbygningen, Det grove materialet spres ut på vegen blandes med en frese/blandemaskin. Det blandete laget avrettes med veghøvel og komprimeres med vals. Å skape en grovere korngradering kan være en svært god løsning på grusveger der slitelaget inneholder mye finstoff og de øvre lagene svekkes i teleløsningen.


Stabilisering

Stabilisering av et bærelag betyr bare at det ubundne bærelaget blir behandlet med et tilsetningsmateriale. Hvis vegen har fast dekke må det freses opp først. Stabilisering kan utføres på vegen eller ved blanding i verk. I de tynt befolkete områdene i Den nordlige periferi er stabilisering på vegen mest vanlig.

En animasjon om prinsippet ved stabilisering. Ulike stabiliserings- eller tilsetningsmaterialer blandes med bærelaget.

Ved stabilisering på vegen blandes bindemidlet sammen med øverste del av overbygningen ved optimalt vanninnhold. Ved blanding i verk blir det stabiliserte materialet produsert i et sentralt blandeverk. I denne metoden blir det stabiliserte materialet vanligvis lagt ut med en asfaltutlegger. Det utlagte laget blir så komprimert med en vals. Til slutt blir et nytt slitelag lagt på toppen av det stabiliserte laget.


Gjenbruksasfalt

Gjenbruksasfalt er en “blande-på-vegen”-metode som særlig brukes til å utbedre veger med fast dekke som allerede er krakelert eller har fått svekket bæreevne. Gjenbruksasfalt lages ved å blande de gamle, oppvarmete vegdekket med øvre del av bærelaget, og tilsette nytt bitumenbindemiddel. Nytt tilslag kan også tilsettes hvis nødvendig. Dette gir et bitumenstabilisert lag. Bruk av gjenbruksasfalt kan gi betydelige innsparinger. Trafikkforstyrrelser blir de samme som ved en vanlig dekkefornyelse.

7.4.4. Metode for laboratorieprøving

Når en stabilisering planlegges bør en kjenne egenskapene hos den gamle vegoverbygningen, f.eks. bærelagets tykkelse. Hvis vegen har fast dekke som skal blandes inn i den nye konstruksjonen må en få rede på dekketykkelsen og mulige variasjoner i denne, f.eks. ved hjelp av georadar. Anbefalte laboratorieundersøkelser er omtalt i kap 4.1.9. Ved å bruke disse prøvemetodene bør det være mulig å velge den mest hensiktsmessige behandlingsmetoden.

Resultater fra laboratorieundersøkelser bidrar til å velge det mest hensiktsmessige tilsetningsstoffet.


7.4.5. Proporsjonering av mengde tilsetningsstoff

Riktig mengde tilsetningsstoff for et prosjekt vil avhenge av de eksisterende vegmaterialenes egenskaper, særlig korngraderingskurven og finstoffets egenskaper.


Bindemiddelinnholdet ved bitumenstabilisering er vanligvis 3-4 %, men det er også oppnådd godt resultat ved å tilsette bare 1 % bitumen til bærelaget. Det aktuelle bindemiddelinnholdet vil stort sett avhenge av finstoffinnholdet. Et grovt anslag av nødvendig bindemiddelinnhold kan gjøres ved bruk av følgende ligning:

Bindemiddelinnhold= 0.14* finstoffinnhold (<0.063mm, %)+2.6.

Bitumeninnhold ved bruk av gjenbruksasfalt er vanligvis 3-3,5 %. Ved komposittstabilisering kan en bruke samme prinsipp som ved bitumenstabilisering.

Utradisjonelle stabiliseringsstoffer bør proporsjoneres i samsvar med fabrikantens instruksjoner.

Choose another lesson Back to Roadex Network