1.1. Permanent deformation och faktorer som påverkar den
Töjning definieras som en förändring i längd uttryckt som en funktion av den längd som blivit förändrad, d v s
Töjning, ? = (förändring i längd) / (ursprunglig längd).
I ett linjärelastiskt material ökar töjningen linjärt i relation till spänningsökningen.
Deformationen i ett idealt elastiskt material är totalt återgående. När spänningen inte längre är pålagd, återgår objektet till sin ursprungliga form.
Töjning definieras i en punkt där deformationen är definierad som själva förändringen. I en överbyggnad är vi vanligen intresserade av den vertikala lägesförändringen i ytan (t ex orsakad av en fordonspassage). I denna är deformationen i ytan summan av alla vertikala töjningar i varje punkt under ytan. Dessa kan vara ett resultat av tryckkrafter, skjuvning, böjning eller torsion (vridning).
Plastisk deformation är inte återgående. Dock har ett objekt, som är i det plastiska området, först genomgått en elastisk deformation, som är återgående, så att objektet delvis återfår sin ursprungliga form.
Vägmaterial är inte idealt elastiska och de accumulerar ett visst tillskott av permanent deformation som ett resultat av varje pålagd last.
Laboratorieresultat som framkommit både genom ROADEX-projektet och vid andra tillfällen, indikerar att nyckelfaktorerna som påverkar accumuleringen av permanent deformation innefattar:
- materialets kornstorleksfördelning, speciellt andelen finkorniga partiklar och deras kvalitet
- packningsgraden d v s materialets torrdensitet,
- andelen fritt vatten som finns i materialet och
- spänningsförhållandena som materialet utsätts för, speciellt intensiteten hos skjuvspänningarna. Vid låg spänningsnivå är det troligt att deformationen stabiliseras medan den vid hög spänningsnivå kan fortsätta att accumuleras fortlöpande.
1.2. Problem orsakade av permanent deformation
ROADEX-projektet har visat att i den Norra Perifirin är permanent deformation den huvudsakliga orsaken till oönskad spårbildning på lågtrafikerade vägar. Denna spårbildning orsakar många typer av problem för trafikanter och väghållare.
Trafiksäkerhet och hälsofrågor för lastbilsförare
Djupa spår kan vara en trafiksäkerhetsrisk. De samlar vatten som kan resultera i risk för vattenplaning under regn och en halkrisk på grund av is under vintern. Permanent deformation, speciellt på vägkanterna, kan också orsaka krängningar i tunga fordon. Detta kan skada hälsan hos förarna på lång sikt genom skadliga vibrationer.
Reducerad bärighet
Spårbildning i de obundna lagren och/eller i undergrunden till vägen kan leda till nedbrytning i de övre bitumenbundna lagren.
Där detta händer infiltrerar ytvattnet i spåret in i vägöverbyggnaden och undergrunden under beläggningen och får dem att bli mjuka, i stället för att rinna av.
På grund av detta är spårbildning sällan likformig i vägens längdriktning och ojämnhet i vägytan kan uppstå, som leder till större ojämnheter och obehag för trafikanterna.
Högre trafikantkostnader
Stor spårbildning kan också orsaka extra kostnader för trafikanterna. Högre friktion utvecklas mot däckssidorna vilket leder till högre bränsleförbrukning och ökat däcksslitage.
Högre väghållarkostnader
Spår medför andra typer av problem för väghållarna. I Skandinavien, där dubbade däck används, ökar avnötningen på asfaltytan markant och djupa spår bildas som samlar vatten och minskar beläggningens livslängd.
Spår skapar också problem vid borttagning av is och packad snö under vintern. Detta kan vara ett mycket svårt arbete med väghyvlar eller plogar och kan ge skador på beläggningen.
