550 likes | 752 Views
Cementbundet grus. Finn Thøgersen Vejdirektoratet, Vejteknisk Institut Danmark. Generelt om cementbundne bærelag Dansk udviklingsprojekt 2003 – 2004: Gamle danske motorvejsbelægninger Laboratorieanalyser Udvikling af nedbrydningsmodel Prøvefelt med accelereret belastning
E N D
Cementbundet grus Finn Thøgersen Vejdirektoratet, Vejteknisk Institut Danmark
Generelt om cementbundne bærelag • Dansk udviklingsprojekt 2003 – 2004:Gamle danske motorvejsbelægningerLaboratorieanalyserUdvikling af nedbrydningsmodelPrøvefelt med accelereret belastning • Demonstrationsstrækning august 2005 NVF34, 21. marts 2006
Andre deltagere i udviklingsprojektet: • Anders Henrichsen - Dansk Beton Teknik/NCC • Christian Busch - COWI • Tony K. Andersen - Vejdirektoratet som også har leveret illustrationer til dette indlæg NVF34, 21. marts 2006
Definition • Halvstiv belægningsemi-rigid pavement, cement treated base • Cementbundet grusbærelag (CG) med asfalt dæk/slidlag NVF34, 21. marts 2006
Asfalt CG Tre strukturelle virkemåder • Primært bærelag: Asfalt, CG eller begge NVF34, 21. marts 2006
Kontraktionsrevner 10 – 20 m NVF34, 21. marts 2006
CG i Europa • Omkring 10% på det overordnede vejnet50% i D og F, 10 - 15% i NL, B og E, andre lande inkl. DK < 5% • Typisk opbygning for tung trafik: 15 - 25 cm CG med 10 - 20 cm asfalt • Trykstyrker typisk 6 - 12 MPa • Refleksionsrevner normalt anset for uundgåelige • Asfalttykkelse oftest bestemt af ønsket om at forsinke revner • Nu styret revneudvikling (pre-cracking) i de fleste lande NVF34, 21. marts 2006
Cementbundet grus i Danmark • 1970 – 1980: Ca. 100 km motorvej med cementbundne grusbærelag • ”Simpelt” produkt, kun én tilslagsfraktion, oftest 0 – 32 mm grus • Normalt blanding på værk • 7-døgns trykstyrke min. 5 MPa • Minimum cementindhold 90 kg/m3 NVF34, 21. marts 2006
1970 1975 1980 1974 Halvstive belægninger uden for Københavnsområdet NVF34, 21. marts 2006
1969 1978 1977 1977 1976 1967 1980 1972 1971 Halvstive belægninger i Københavns-området NVF34, 21. marts 2006
Originalt slidlag fra 1977 Refleksionsrevne Gammel belægning på M3 med refleksionsrevner NVF34, 21. marts 2006
Langtidsholdbar belægning på M10 Originalt slidlag fra 1980 Ingen refleksionsrevner! NVF34, 21. marts 2006
CG belægning M10 1980 38 mm ABS 38 mm ABS 80 mm GAB I 110 mm GAB I 200 mm CG 210 mm CG Opbygninger CG belægning M3 1977 NVF34, 21. marts 2006
Trafikudvikling I NVF34, 21. marts 2006
Trafikudvikling II NVF34, 21. marts 2006
Borekerner fra gamle belægninger NVF34, 21. marts 2006
Danske erfaringer • Dimensioneret for 5 - 10 mio. Æ10, men har indtil nu båret op til 32 mio. Æ10 • Ofte god holdbarhed af asfaltslidlag placeret på CG • Alvorlige refleksionsrevner på under halvdelen af strækningerne • Brugen af denne belægningstype stoppede i begyndelsen af 1980’erne NVF34, 21. marts 2006
Mål for forprøvning • Lavt bindemiddelindhold • Lav porøsitet af mørtelfasen • God komprimerbarhed • Kort transportafstand for tilslag • Ringe miljøbelastning ved råstofudvinding • Lav pris for tilslag på blandeværket NVF34, 21. marts 2006
Densitet - styrke NVF34, 21. marts 2006
Blanding af to uegnede materialer kan give godt resultat Densitet afhængig af blandingsforhold: NVF34, 21. marts 2006
Konklusioner for laboratorieforsøg • Ved optimering af 0 – 2 mm fraktionen kan cementindholdet ofte reduceres • Ved optimal sammensætning af hele tilslagsfraktionen (pakningsberegninger) kan cementbehovet minimeres • Marginale materialer kan udnyttes NVF34, 21. marts 2006
+++++++++++ +++++++++++ +++++++++++ +++++++++++ +++++++++++ +++++++++++ instrumenteret instrumenteret instrumenteret Forsøgsfelt ved E4, Fagerhult 30 m 30 m 30 m 180 mm CG med 30 mm asfalt 6 belastningsfelter til HVS, 3 m lange NVF34, 21. marts 2006
Forsøgsfelt i Sverige NVF34, 21. marts 2006
Nedbrydningsudvikling følges med minifaldlod NVF34, 21. marts 2006
”Obduktion” af prøvefelt NVF34, 21. marts 2006
Kalibrering af nedbrydningsmodel • Kalibrering af model-parametrene , and ec til E2 variation for alle 6 sektioner NVF34, 21. marts 2006
Kalibrering af model NVF34, 21. marts 2006
Validering af model NVF34, 21. marts 2006
Dimensionering for forskellige trafikniveauer NVF34, 21. marts 2006
Refleksionsrevner kan ikke accepteres! NVF34, 21. marts 2006
Hvordan undgås refleksionsrevner? • Tykke asfaltlag • CG med passende lav styrke (3 – 5 MPa) • Vibrationstromling af afhærdnet bærelag (mikrorevner) • Revneanvisning NVF34, 21. marts 2006
Revneanvisning 1,5 – 3 m 100% lastoverføring NVF34, 21. marts 2006
Revneanvisning NVF34, 21. marts 2006
Udstyr til revneanvisningCRAFT NVF34, 21. marts 2006
Udstyr til revneanvisningOLIVIA NVF34, 21. marts 2006
Hovedelementer CG-laget: • Optimeres mht. sammensætning og bindemiddelindhold • Kan dimensioneres til lang levetid Revneanvisning: • Skal sikre mod refleksionsrevner • Fuld lastoverføring, max. vidde 0,2 mm • Alle revner aktive Asfaltlaget: • Jævn overflade • Beskytte CG mod topknusning og kritisk vandmætning NVF34, 21. marts 2006
Demonstrationsstrækning ved Høgild syd for Herning NVF34, 21. marts 2006
Demonstrationsstrækning ved Høgild NVF34, 21. marts 2006
Demonstrationsstrækning • 500 m på MV, 300 m på forbindelsesvej • 20 cm CG, 8 cm asfalt binde- og slidlag • To CG-styrker: C3/4 og C8/10 • Forprøvning med lokale grusmaterialer • Flyveaske som fillertilsætning • C3/4 : 45 kg cement + 60 kg FA • C8/10: 60 kg cement + 60 kg FA • Komprimering: Ingen værdier under 98% (mod. Proctor) NVF34, 21. marts 2006
Materialesammensætning NVF34, 21. marts 2006
Opnåede trykstyrker Middelstyrke af prøvelegemer indstampet på værk: • C3/4 : 7,4 MPa • C8/10:10,2 MPa NVF34, 21. marts 2006
Færdig overflade NVF34, 21. marts 2006
Revneanviser på færdig overflade NVF34, 21. marts 2006
Revneanviser NVF34, 21. marts 2006
Kerne over revneanviser NVF34, 21. marts 2006
Reduceret tykkelse langs kant NVF34, 21. marts 2006