Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en
Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en
Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
VTI notat 26 2004<br />
VTI notat 26-2004<br />
G<strong>en</strong>omgång av europeisk litteratur<br />
om dränerande asfalt<br />
Utgivna 1990–2002<br />
Författare Lars-Göran Wågberg<br />
FoU-<strong>en</strong>het Drift och underhåll<br />
Projektnummer 80567<br />
Projektnamn Dränasfalt<br />
Uppdragsgivare Vägverket
Förord<br />
För att uppdatera kunskapsläget om dränerande asfaltbeläggningar har d<strong>en</strong>na<br />
litteraturg<strong>en</strong>omgång gjorts under år 2003. G<strong>en</strong>omgång<strong>en</strong> omfattar litteratur från<br />
Europa med undantag av <strong>en</strong> rapport från Australi<strong>en</strong>. På grund av relativt<br />
begränsade resurser är det inte möjligt att ge d<strong>en</strong>na litteraturg<strong>en</strong>omgång ”State of<br />
the Art” status.<br />
Uppdraget har finansierats av Vägverket i Borlänge. Kontaktman har varit<br />
Pereric Westergr<strong>en</strong>, Vägverket i Borlänge. Från VTI:s sida har Lars-Göran<br />
Wågberg varit projektledare och författare.<br />
Linköping mars 2004<br />
Lars-Göran Wågberg<br />
Projektledare<br />
VTI notat 26-2004
VTI notat 26-2004
Innehållsförteckning<br />
1 Inledning 5<br />
2 Bakgrund och utveckling i Sverige 5<br />
3 Bakgrund och utveckling i övriga Europa 6<br />
4 Resultat av litteraturg<strong>en</strong>omgång<strong>en</strong> 6<br />
4.1 Design- och laboratoriemetoder 7<br />
4.2 Nya dränasfaltkoncept 9<br />
5 Redovisning av litteraturg<strong>en</strong>omgång<strong>en</strong> 11<br />
Försök med stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger 11<br />
The design of porous asphalt mixtures to per<strong>for</strong>mance related criteria 13<br />
Sammanfattande råd 17<br />
Udvikling af stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger till bygader 20<br />
Dra<strong>en</strong>asfalt og trafiksikkerhed – et litteraturstudie 22<br />
Belaegningsteknologi, stöj og to-lags dra<strong>en</strong>asfalt i Holland 23<br />
SILVIA – Sustainable Road Surfaces <strong>for</strong> Traffic Noise Control 26<br />
Porous asphalt 27<br />
Off<strong>en</strong>porige Asphaltdeckschicht<strong>en</strong> aus Außerortsstraß<strong>en</strong> 31<br />
Optimierung und Qualitätssicherung off<strong>en</strong>poriger Asphaltdeckschicht<strong>en</strong> 33<br />
Op<strong>en</strong> Graded Asphalt Design Guide 36<br />
Drainer<strong>en</strong>d Asfaltbeton (ZOAB) <strong>en</strong> de verkeersveiligheid<br />
Holdbarhet av DA (drænasfalt). Opublicerad rapport från<br />
40<br />
Vejdirektoratet, Danmark 41<br />
Porous Asphalt (two-layered) – Optimising and Testing 52<br />
Long Life Op<strong>en</strong> Graded Asphalt 55<br />
6 Slutsatser och rekomm<strong>en</strong>dationer 59<br />
7 Litteraturförteckning 60<br />
VTI notat 26-2004
VTI notat 26-2004
1 Inledning<br />
Uppgift<strong>en</strong> i d<strong>en</strong>na litteraturstudie av dränasfalt var att söka efter litteratur som<br />
utgivits under de s<strong>en</strong>aste 10–15 år<strong>en</strong>. Syftet var att försöka fånga vad som har<br />
hänt på området i Europa under år<strong>en</strong>. Totalt erhölls 185 träffar vid<br />
litteratursökning<strong>en</strong>. Litteratur motsvarande 53 träffar hämtades in för<br />
g<strong>en</strong>omläsning. De flesta rapporterna var från början av 1990-talet. På grund av<br />
små resurser är det inte möjligt att ge d<strong>en</strong>na rapport State of the Art status. D<strong>en</strong><br />
litteratur som studerats noggrannare och som det äv<strong>en</strong> finns referat av har valts<br />
utifrån vad som är nytt och intressant för Sverige.<br />
2 Bakgrund och utveckling i Sverige<br />
Dränerande asfaltbetong har använts relativt mycket som slitlagerbeläggning i<br />
Sverige. De första fullskaleförsök<strong>en</strong> med dränerande asfaltbetong utfördes vid<br />
Berge<strong>for</strong>s<strong>en</strong> respektive Bergsåker i Västernorrlands län år 1976. Dränerande<br />
asfaltbetong med två olika sammansättningar provades, med max st<strong>en</strong>storlek<br />
16 mm, med och utan vidhäftningsmedel och på vägar med olika trafikmängd.<br />
Nya försökssträckor gjordes 1979 i Höör, max st<strong>en</strong>storlek 12 mm, och<br />
Gårdstånga med max 16 mm st<strong>en</strong>storlek. Vidhäftningsmedel användes.<br />
Under 1987 utfördes <strong>en</strong> provväg på väg E4 ca 30 km norr om Gävle. Syftet var<br />
att studera effekt<strong>en</strong> av olika tillsatsmedel. E.V.A (Etyl<strong>en</strong>-Vinyl-Acetat), Styrelf<br />
och Bitulastic var de tillsatsmedel respektive bindemedel som användes utöver <strong>en</strong><br />
refer<strong>en</strong>ssträcka där B85 användes som bindemedel samt <strong>en</strong> sträcka med<br />
Viacodränmassa. I de båda s<strong>en</strong>are fall<strong>en</strong> användes Wetfix som vidhäftningsmedel<br />
(VTI notat V 159, 1991).<br />
Från år 1983 och rest<strong>en</strong> av 1980-talet användes dränerande asfaltbetong relativt<br />
mycket på högtrafikerade vägar i södra del<strong>en</strong> av Sverige. Beläggning<strong>en</strong> var<br />
mycket uppskattad av trafikanterna tack vare d<strong>en</strong> låga bullernivån och d<strong>en</strong> goda<br />
sikt<strong>en</strong>, framför allt i regn och mörker.<br />
Det första problemet som uppstod var vid vinterunderhållet av dränerande<br />
asfaltbetong. Eftersom saltlösning<strong>en</strong> rann ned i beläggning<strong>en</strong> erhölls mindre<br />
effekt av prev<strong>en</strong>tiv saltning. Detta problem löstes under de första vintrarna g<strong>en</strong>om<br />
att halkbekämpningsstrategin anpassades till beläggning<strong>en</strong>s förutsättningar g<strong>en</strong>om<br />
prev<strong>en</strong>tiv saltning, större saltgiva och tätare saltintervall vid behov.<br />
Ett problem med beläggning<strong>en</strong> var att de goda eg<strong>en</strong>skaperna försämrades<br />
kontinuerligt bero<strong>en</strong>de på att det material, st<strong>en</strong>material och bindemedel, som<br />
dubbarna slet bort, täppte till håligheterna i beläggning<strong>en</strong>. Beläggning<strong>en</strong>s<br />
eg<strong>en</strong>skaper med avse<strong>en</strong>de på vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet, våtfriktion och buller, var<br />
trots försämring<strong>en</strong> bättre än konv<strong>en</strong>tionella täta slitlagerbeläggningar.<br />
Ett annat problem som uppdagades i början på 1990-talet var att bindemedlet i<br />
d<strong>en</strong> dränerande asfaltbetong<strong>en</strong> åldrades och blev betydligt hårdare jämfört med<br />
bindemedlet i konv<strong>en</strong>tionella täta beläggningar. Detta resulterade i att<br />
bindemedlet blev så hårt att det inte kunde hålla kvar ytst<strong>en</strong>arna som lossnade.<br />
De två sistnämnda problem<strong>en</strong> gjorde att användning<strong>en</strong> av dränerande<br />
asfaltbetong som slitlager minskade avsevärt under 1990-talet. Endast några<br />
mindre objekt utfördes med dränasfalt.<br />
VTI notat 26-2004 5
Förutsättningarna för att bibehålla d<strong>en</strong> dränerande asfaltbetong<strong>en</strong>s funktionseg<strong>en</strong>skaper<br />
och förlänga livslängd<strong>en</strong> är idag betydligt större än på 1980-talet.<br />
Dubbslitaget har, tack vare bättre st<strong>en</strong>material, införandet av lättviktsdubb m.m.,<br />
minskat avsevärt under 1990-talet.<br />
Beläggningsslitaget idag är bara <strong>en</strong> tredjedel jämfört med början på 1990-talet.<br />
Det innebär i praktik<strong>en</strong> att det bortslitna materialets volym är bara ca <strong>en</strong> fjärdedel<br />
idag, vilket bör innebära att det tar längre tid för att beläggning<strong>en</strong> skall täppas<br />
ig<strong>en</strong>.<br />
Utveckling<strong>en</strong> av bindemedel har varit stor under 1990-talet. Det är framför allt<br />
bitum<strong>en</strong> som modifierats med olika typer av polymerer, gummiblandningar m.m.<br />
Dessa tillsatser gör att bindemedlet inte åldras eller hårdnar lika snabbt varför<br />
livslängd<strong>en</strong> borde förlängas. Dränerande asfaltbetong har lika bra slitageeg<strong>en</strong>skaper<br />
som SMA-beläggningar så det handlar om att få st<strong>en</strong><strong>en</strong> att sitta kvar.<br />
För närvarande pågår ett EU-projekt, SILVIA (Sustainable Road Surfaces <strong>for</strong><br />
Traffic Noise Control) där Sverige är repres<strong>en</strong>terat av SKANSKA och VTI. I<br />
projektet ingår dränasfalt som ett alternativ för att minska trafikbullret.<br />
3 Bakgrund och utveckling i övriga Europa<br />
Danmark gjorde också relativt tidiga försök med dränasfalt m<strong>en</strong> hade framför allt<br />
problem med halkbekämpning<strong>en</strong> vintertid, varför inga ytterligare försök utfördes<br />
förrän i början på 1990-talet då ett försök utfördes med konv<strong>en</strong>tionell dränasfalt.<br />
År 1998, efter ett studiebesök till Nederländerna, utfördes ett försök med ett nytt<br />
dränasfaltkoncept som bygger på två lager dränasfalt, ett undre tjockare och<br />
grövre samt ett tunt dränasfaltlager med lit<strong>en</strong> st<strong>en</strong>storlek. Konceptet är noggrant<br />
beskrivet s<strong>en</strong>are i rapport<strong>en</strong>.<br />
I Nederländerna har dränasfalt av d<strong>en</strong> konv<strong>en</strong>tionella typ<strong>en</strong> använts under stora<br />
delar av 1980-talet, hela 1990-talet och används <strong>for</strong>tfarande. De flesta stora<br />
motorvägarna förses med dränasfalt äv<strong>en</strong> om problemet med beständighet<strong>en</strong> finns<br />
äv<strong>en</strong> i Nederländerna.<br />
I Österrike har dränasfalt använts på ett antal tullvägar m<strong>en</strong> är inte allmänt<br />
utbrett.<br />
I Storbritanni<strong>en</strong> gjordes tidigt några provvägsförsök där olika konv<strong>en</strong>tionella<br />
sammansättningar och fibertillsatser provades.<br />
I Frankrike har framför allt de modifierade bindemedl<strong>en</strong> utvecklats under<br />
1990-talet. I år har <strong>en</strong> stor tullväg g<strong>en</strong>om Toulouse belagts med dränasfalt. Tyvärr<br />
finns ing<strong>en</strong> dokum<strong>en</strong>tation tillgänglig.<br />
4 Resultat av litteraturg<strong>en</strong>omgång<strong>en</strong><br />
De flesta rapporterna redogör för försök med dränasfalt som utfördes i början på<br />
1990-talet. De dränbeläggningar som provades då skiljer sig inte från<br />
tillämpning<strong>en</strong> av dränasfalt i Sverige på d<strong>en</strong> tid<strong>en</strong>. S<strong>en</strong>are i d<strong>en</strong>na rapport<br />
refereras fjorton av de mest intressanta rapporterna. Först följer emellertid <strong>en</strong> kort<br />
sammanfattning av innehållet ordnat efter intressanta design- och laboratoriemetoder<br />
samt nya konstruktionsidéer.<br />
6 VTI notat 26-2004
4.1 Design- och laboratoriemetoder<br />
En dränasfalts korngradering är mycket väs<strong>en</strong>tlig för att porositet<strong>en</strong> skall kunna<br />
behållas under påverkan av tung trafik. EMPA har provat <strong>en</strong> ny teoretisk metod<br />
för att få fram <strong>en</strong> optimal korngradering. D<strong>en</strong>na metod jämfördes sedan med d<strong>en</strong><br />
empiriska metod<strong>en</strong>. Resultatet visade att d<strong>en</strong> teoretiska metod<strong>en</strong> gav bättre<br />
strukturell styrka i st<strong>en</strong>skelettet och både porositet och vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet<br />
var betydligt bättre i d<strong>en</strong> teoretiskt designade dränmassan. EMPA har också<br />
jämfört laboratorieprov packade gyratoriskt och provplattor från väg<strong>en</strong> som<br />
packats med vält. Äv<strong>en</strong> om beläggningsprov<strong>en</strong> från laboratoriet och provplattor<br />
från väg<strong>en</strong> hade samma hålrumsvolym uppvisade plattan från väg<strong>en</strong> sämre<br />
vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet.<br />
I TRL Report 497 redovisas ett försök att utveckla <strong>en</strong> designprocedur med<br />
hjälp av funktionseg<strong>en</strong>skaper. För test av b<strong>en</strong>äg<strong>en</strong>het<strong>en</strong> till st<strong>en</strong>släpp användes<br />
Los Angeles trumman, utan stålkulor och stålsk<strong>en</strong>or, för att nöta sönder<br />
asfaltkroppar. Prov<strong>en</strong> utgjordes av laboratorietillverkade provkroppar och prov<br />
tagna från väg<strong>en</strong>. D<strong>en</strong> proportionella förlust<strong>en</strong> av material efter <strong>en</strong> viss tids test<br />
beräknades utifrån d<strong>en</strong> ursprungliga vikt<strong>en</strong> och asfaltkropparnas vikt efter<br />
avslutad test. Efter slutförda tester var det ing<strong>en</strong> skillnad i materialförlust mellan<br />
olika typer av dränasfaltkroppar. G<strong>en</strong>omgå<strong>en</strong>de så var materialförlust<strong>en</strong> större på<br />
provkropparna från väg<strong>en</strong>, 4–5 % jämfört med 2–3 %.<br />
För att testa dränasfaltbeläggningars förmåga att motstå skador i ytan av<br />
svängande trafik, vridande hjul etc. användes Scuffingtestet. Utrustning<strong>en</strong> består<br />
av ett pneumatiskt belastat snedställt hjul som passerar <strong>en</strong> något uppvärmd<br />
beläggningsyta. Testet är ursprunglig<strong>en</strong> utvecklat för att testa friktion<strong>en</strong> på<br />
slitlagerbeläggningar. Trots <strong>en</strong> utökad testtid så var materialförlust<strong>en</strong> minimal.<br />
Konklusion<strong>en</strong> av ovan beskrivna tester är att vark<strong>en</strong> Los Angeles trumman<br />
eller Scuffingtestet var lämplig för att utvärdera effekterna av<br />
massasammansättning<strong>en</strong> i dränasfalt.<br />
För att testa vidhäftning<strong>en</strong>, dvs. om släckt kalk behövde tillsättas för att<br />
förbättra vidhäftning<strong>en</strong>, användes metod<strong>en</strong> CEN1997b. Ing<strong>en</strong> av massorna,<br />
inklusive de med släckt kalk, klarade kravet på minst 80 % täckning efter<br />
72 timmars rotation. Massorna med tillsatt släckt kalk var dock klart bäst.<br />
Logiskt sett borde det finnas ett bra förhållande mellan vertikal och horisontell<br />
permeabilitet, vilk<strong>en</strong> kan mätas på provkroppar i laboratorium, och d<strong>en</strong> relativa<br />
hydrauliska konduktivitet<strong>en</strong> uppmätt på väg<strong>en</strong>. Ett antal jämförande försök<br />
gjordes med resultatet att det är möjligt att g<strong>en</strong>om att mäta vertikal och horisontell<br />
permeabilitet på laboratoriet prognosera vad d<strong>en</strong> hydrauliska konduktivitet<strong>en</strong> blir<br />
på väg<strong>en</strong>.<br />
Slutlig<strong>en</strong> rekomm<strong>en</strong>deras <strong>en</strong> procedur för att kontrollera och värdera<br />
sammansättning<strong>en</strong> av dränmassan.<br />
I <strong>en</strong> omfattande rapport från <strong>en</strong> PIARC-workshop behandlas ett antal<br />
frågeställningar om hur dränasfalt skall sammansättas för att d<strong>en</strong> skall uppnå och<br />
bibehålla alla positiva eg<strong>en</strong>skaper. Konklusion<strong>en</strong> är att dränasfaltbeläggning<strong>en</strong><br />
(konv<strong>en</strong>tionell typ) har många eg<strong>en</strong>skaper som är positiva för trafiksäkerhet<strong>en</strong><br />
och för miljön g<strong>en</strong>om sänkning<strong>en</strong> av trafikbullernivån. Nackdel<strong>en</strong> är högre<br />
produktionskostnad, kortare livslängd och dyrare underhåll jämfört med tät<br />
VTI notat 26-2004 7
asfaltbeläggning. Rapport<strong>en</strong> är från 1993 och stämmer i övrigt väl med sv<strong>en</strong>ska<br />
erfar<strong>en</strong>heter från d<strong>en</strong> tid<strong>en</strong>.<br />
I Tyskland finns <strong>en</strong> studie redovisad 1996 där olika bindemedelstyper,<br />
bindemedelsmängder, tillsatser, st<strong>en</strong>storlekar, massasammansättning och hålrumshalter<br />
provades med avse<strong>en</strong>de på bindemedelsavrinning, vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet,<br />
beständighet m.m. Konklusion<strong>en</strong> av studi<strong>en</strong> är:<br />
• Det är möjligt, inom ram<strong>en</strong> för de tyska specifikationerna, att sammansätta<br />
och tillverka dränasfalt med hålrumshalt >22 %.<br />
• Kornstorleksfördelning<strong>en</strong> och partikel<strong>for</strong>m<strong>en</strong> har avgörande betydelse för<br />
hålrumshalt<strong>en</strong>.<br />
• Det ska vara minimalt med under- respektive överkorn i st<strong>en</strong>fraktionerna för<br />
att uppnå <strong>en</strong> optimal sammansättning.<br />
• Höga bindemedelshalter har <strong>en</strong> positiv effekt på vidhäftningsförmågan.<br />
• Hålrumshalt<strong>en</strong> får på inga villkor styras g<strong>en</strong>om minskat packningsarbete.<br />
I <strong>en</strong> rapport från Australi<strong>en</strong>, utgiv<strong>en</strong> 1997, har möjlighet<strong>en</strong> att ersätta<br />
”receptanvisningar” med funktionskrav undersökts. Vid sammansättning av<br />
dränmassan används gyratorisk packning av massan vid tre olika bindemedelshalter.<br />
Om hålrumshalt<strong>en</strong> blir för låg så används anting<strong>en</strong> <strong>en</strong> öppnare gradering<br />
eller lägre bindemedelshalt. Om hålrumshalt<strong>en</strong> blir för hög tillsätts mer<br />
finmaterial eller <strong>en</strong> högre bindemedelshalt. För hållbarhetstest används Cantabro<br />
Test. För avrinningstestet används <strong>en</strong> korgmetod.<br />
I <strong>en</strong> Dansk rapport, ”Udvikling af stöjdaempande belaegninger till bygader”,<br />
har designarbetet inriktats mycket på brukets (bindemedel + filler + finmaterial)<br />
eg<strong>en</strong>skaper. Totalt tillverkades aderton olika dränmassor som sedan packades till<br />
Marshallprovkroppar. I princip har st<strong>en</strong>mjöl, vidhäftningsmedel och typ av<br />
bindemedelsmodifiering varierats. En tredjedel av antalet provkroppar åldrades<br />
därefter i värmeskåp vid 85 ◦ C i fem dygn. D<strong>en</strong> andra tredjedel<strong>en</strong> åldrades g<strong>en</strong>om<br />
lagring i vatt<strong>en</strong> vid 40 ◦ C. Resultat från Cantabro Test visade exempelvis att all<br />
blandningar med EVA-modifierat bindemedel uppvisade sämre hållfasthet än<br />
refer<strong>en</strong>sblandningarna. Provkroppar med SBS-modifierat bindemedel av mjuk<br />
kvalitet var signifikant hållbarare än refer<strong>en</strong>sblandningarna och påverkades<br />
signifikant mindre än övriga blandningar. Slutsats<strong>en</strong> är att det går att uppnå god<br />
hållbarhet med ett högmodifierat SBS-modifierat mjukt bitum<strong>en</strong>.<br />
För att testa brukets hållbarhet blandades <strong>en</strong>dast bitum<strong>en</strong> och filler. Tre olika<br />
fillertyper jämfördes med ett refer<strong>en</strong>sfiller. Sex olika bindemedel användes där<br />
alla utom ett var modifierat med SBS eller EVA. Efter blandning härdades vissa<br />
prov medan andra inte härdades. Resultat<strong>en</strong> visade att vanlig st<strong>en</strong>mjölsfiller är<br />
d<strong>en</strong> minst betydande parametern i sammanhanget. Som vidhäftningsaktivt filler är<br />
hydratkalk att föredra istället för Portland cem<strong>en</strong>t.<br />
En nederländsk undersökning ”Porous Asphalt (two-layered) – Optimising and<br />
Testing” publicerades 1996 och omfattade bland annat utvärdering av <strong>en</strong> ny<br />
metod för ytslitagetest. Syftet med metod<strong>en</strong> är att testa d<strong>en</strong> mekaniska stabilitet<strong>en</strong><br />
i dränasfaltbeläggningars yta g<strong>en</strong>om att efterlikna de mekaniska påfrestningar som<br />
ett slitlager av dränasfalt utsätts för. Ett standardiserat gummidäck körs fram och<br />
tillbaka, under belastning, på ett roterande prov av <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning.<br />
8 VTI notat 26-2004
Mängd<strong>en</strong> st<strong>en</strong> som släpper från beläggningsytan under d<strong>en</strong>na provning ger <strong>en</strong> bra<br />
indikation på dränasfalt<strong>en</strong>s mekaniska eg<strong>en</strong>skaper. Beläggningsprovet vägs före<br />
och efter testet. Testet pågår i 24 timmar och dränasfalt<strong>en</strong>s yta påminner då<br />
utse<strong>en</strong>demässigt om <strong>en</strong> gammal dränasfalt.<br />
En rapport från Australi<strong>en</strong> med titeln ”Long Life Op<strong>en</strong> Graded Asphalt”<br />
beskriver <strong>en</strong> studie med målsättning<strong>en</strong> att öka livslängd<strong>en</strong> på dränasfaltbeläggningar.<br />
Studi<strong>en</strong> omfattade följande idéer g<strong>en</strong>om användning av:<br />
• Mjukare bitum<strong>en</strong> för att minska oxidationstakt<strong>en</strong><br />
• Polymermodifierade bitum<strong>en</strong> för att förbättra bitum<strong>en</strong>- och<br />
massaeg<strong>en</strong>skaper<br />
• Öppnare gradering för att öka hålrumsvolym<strong>en</strong> och för att möjliggöra<br />
tjockare bindemedelsfilm på st<strong>en</strong>materialet<br />
• Fibrer för att minska risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning.<br />
Standarddesign<strong>en</strong> för dränasfalt i Australi<strong>en</strong> har <strong>en</strong> relativt typisk gradering som<br />
över<strong>en</strong>sstämmer relativt väl med internationella graderingar. Två st<strong>en</strong>material<br />
användes i försöket, ett med 10 mm som största st<strong>en</strong>storlek, det andra med 7 mm.<br />
Massor blandades med <strong>en</strong> rad olika bindemedel. Provkroppar tillverkades med<br />
gyrator och Marshallstamp.<br />
Standardmassan uppvisade typiska eg<strong>en</strong>skaper på Marshallprovkroppar med <strong>en</strong><br />
låg styvhetsmodul och dåligt krypvärde jämfört med täta massor. Tillsats av EVA<br />
höjde styvhetsmodul<strong>en</strong> och förbättrade krypeg<strong>en</strong>skaperna avsevärt.<br />
Modul- och krypvärd<strong>en</strong> för dränmassor med modifierat bitum<strong>en</strong> var dåliga<br />
jämfört med tät asfaltbetong.<br />
Bindemedelfilm<strong>en</strong>s tjocklek var i standardmassorna tunn, mindre än 15 µm.<br />
Massorna med modifierat bitum<strong>en</strong> hade <strong>en</strong> filmtjocklek på 32 µm.<br />
Jämfört med standardmassan ökade hålrumsvolym<strong>en</strong> i massorna med<br />
modifierat bitum<strong>en</strong> som packats <strong>en</strong>ligt Marshall. Skillnad<strong>en</strong> var betydligt större i<br />
gyratoriskt packade provkroppar vilka hade d<strong>en</strong> största hålrumsvolym<strong>en</strong>.<br />
Bindemedelsavrinning<strong>en</strong> var acceptabel för samtliga massor.<br />
4.2 Nya dränasfaltkoncept<br />
Många av de dränasfaltkoncept som redovisats i d<strong>en</strong> g<strong>en</strong>omgångna litteratur<strong>en</strong><br />
påminner i hög grad om d<strong>en</strong> typ av dränasfalt som har använts i Sverige. G<strong>en</strong>erellt<br />
finns <strong>en</strong> t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>s att gå ned i största st<strong>en</strong>storlek från 12/16 mm ned mot 7/10 mm.<br />
Det intressantaste nya dränkonceptet provades först i Nederländerna och har<br />
sedan i slutet på 1990-talet äv<strong>en</strong> provats i Danmark. Dränasfaltkonceptet som<br />
kallas ”Two Layer Porous Asphalt” (tvålagers dränasfalt) består av ett undre ca<br />
45 mm tjockt dränasfaltlager med 11–16 mm som största st<strong>en</strong>storlek. På detta<br />
lager läggs <strong>en</strong> ca 25 mm tjock dränasfaltbeläggning med 4–8 mm som största<br />
st<strong>en</strong>storlek. När det övre lagrets livslängd har uppnåtts fräses resterna av det övre<br />
lagret bort och det kvarvarande undre lagret tvättas med högtrycksspolning<br />
kombinerat med uppsugning av allt löst material. Därefter läggs <strong>en</strong> ny tunn<br />
dränbeläggning på det undre lagret. I Danmark beräknas livslängd<strong>en</strong> på det övre<br />
lagret till 7–8 år och det undre lagret till minst 16 år.<br />
VTI notat 26-2004 9
I Danmark utfördes år 1998 ett antal provsträckor med tvålagers dränasfalt.<br />
Försöket följs <strong>for</strong>tfarande upp.<br />
Detta dränasfaltkoncept kan äv<strong>en</strong> vara intressant att prova i Sverige sedan<br />
förutsättningarna beträffande dubbslitaget avsevärt förändrats till det positiva<br />
under 1990-talet. Slitaget från dubbarna uppgår nu bara till 25 % av slitaget i<br />
början på 1990-talet. En förutsättning är dock att <strong>en</strong>dast högkvalitativa<br />
st<strong>en</strong>material och modifierat bitum<strong>en</strong> används i det övre lagret. Förmodlig<strong>en</strong> är<br />
4 mm som största st<strong>en</strong>storlek för litet m<strong>en</strong> 8 mm skulle kunna fungera, framför<br />
allt om tillåtna körhastighet<strong>en</strong> är 90 km/tim eller lägre.<br />
10 VTI notat 26-2004
5 Redovisning av litteraturg<strong>en</strong>omgång<strong>en</strong><br />
Försök med stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger<br />
Statusrapport nr 45, 1996<br />
Vejdirektoratet<br />
I Danmark har man efter 1990 g<strong>en</strong>omfört två försök med bullerreducerande<br />
beläggningar, dels på stadsgata med 50 km/tim, dels <strong>en</strong> riksväg med 80 km/tim.<br />
En tät asfaltbetong ABT12 utgjorde refer<strong>en</strong>s.<br />
En finkornig dränasfalt ABD8 med hålrum omkring 20 vol-%.<br />
En finkornig dränasfalt ABD8 med hålrum över 22 vol-%.<br />
En lite grövre dränasfalt ABD12 med hålrum över 22 vol-%.<br />
Äv<strong>en</strong> <strong>en</strong> öpp<strong>en</strong> asfaltbetong ABÖ12 provades.<br />
Under år 2–4 har ABT12-beläggning<strong>en</strong>s bullernivå ökat med ca 2 dB (A) jämfört<br />
med nytillståndet. ABÖ12-beläggning<strong>en</strong>s bullernivå har utvecklats på samma sätt.<br />
Bullernivån på ABD8-beläggning<strong>en</strong> på riksväg<strong>en</strong> har under hela period<strong>en</strong> varit<br />
lägre än refer<strong>en</strong>sbeläggning<strong>en</strong>s. Efter det att bullerreduktion<strong>en</strong> i nytillstånd varit<br />
mellan 3,2–3,6 dB (A) varefter bullerreduktion<strong>en</strong> ökade till mellan 4,0–4,4 dB (A)<br />
efterföljande tre år och var efter fem år tillbaka till samma bullerreduktion som<br />
vid nytillstånd.<br />
Efter fem års bullermätningar är konklusion<strong>en</strong> för d<strong>en</strong> finkorniga dränasfalt<strong>en</strong><br />
att d<strong>en</strong> <strong>for</strong>tfarande ger 3 dB(A) bullerreduktion på landsväg/riksväg. På<br />
bostadsgator har d<strong>en</strong> initiala bullerreduktion<strong>en</strong> på 3 dB(A) efter 2–3 år minskat<br />
till 0 dB(A), förmodlig<strong>en</strong> pga. ig<strong>en</strong>sättning av de översta porerna i beläggning<strong>en</strong>.<br />
Improvem<strong>en</strong>t of Mix Design <strong>for</strong> Porous Asphalt<br />
EMPA<br />
Problemet med dränasfalt är ofta de mycket goda eg<strong>en</strong>skaperna d<strong>en</strong> har initialt<br />
försämras relativt snabbt. Många försök har utförts och tekniker har utvecklats för<br />
bättre design i laboratoriemiljö, testning och utläggningstekniker. Det är<br />
emellertid mycket kvar att göra för att förbättra dränasfalt<strong>en</strong>s långtidseg<strong>en</strong>skaper.<br />
För att förbättra dränasfalt<strong>en</strong>s eg<strong>en</strong>skaper beskrivs två stora projekt i d<strong>en</strong>na<br />
rapport.<br />
Det <strong>en</strong>a projektet syftar till att undersöka effekt<strong>en</strong> av massans design med<br />
fokus på korngradering<strong>en</strong>. Med <strong>en</strong> optimalt bra designad st<strong>en</strong>struktur är det<br />
möjligt att vidmakthålla de initiala eg<strong>en</strong>skaperna under trafik<strong>en</strong>s påverkan.<br />
I det andra projektet studeras förhållandet mellan laboratorietillverkade<br />
provkroppar med prover av dränmassa som packats på väg<strong>en</strong> i samband med<br />
utförandet.<br />
När eg<strong>en</strong>skaperna av dessa provkroppar jämfördes erhölls följande resultat:<br />
Gyratorisk packning kan åstadkomma samma packningsresultat av dränmassa<br />
som packning med vältar när rätt packnings<strong>en</strong>ergi väljs. Jämförels<strong>en</strong> visade också<br />
att vältpackning med målet att erhålla ett hålrum på 22 vol-% ger ett relativt bra<br />
motstånd mot de<strong>for</strong>mationsspår vid försök med Wheel Tracking.<br />
VTI notat 26-2004 11
Vid försöket jämfördes två olika sätt att designa dränmassan, <strong>en</strong> empirisk och<br />
<strong>en</strong> teoretisk. En jämförelse mellan resultat<strong>en</strong> av de olika designsätt<strong>en</strong> gjordes först<br />
på laboratorium, därefter gjordes <strong>en</strong> jämförelse av empiriskt designade prov på<br />
beläggningsprov från väg<strong>en</strong> och laboratorietillverkade beläggningsprov. Nästa<br />
steg blir att jämföra teoretiskt designade laboratorieprov med teoretiskt designade<br />
beläggningsprov från väg<strong>en</strong>.<br />
D<strong>en</strong> teoretiskt designade dränmassan jämfördes med dränmassa <strong>en</strong>ligt<br />
Schweizisk standard vilket resulterade i följande:<br />
• Enligt laboratorieprovning erhölls bättre strukturell styrka i st<strong>en</strong>skelettet i<br />
dränbeläggning<strong>en</strong>.<br />
• D<strong>en</strong> teoretiskt designade massan var betydligt bättre med avse<strong>en</strong>de på att<br />
behålla både porositet och vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet äv<strong>en</strong> efter överpackning<br />
(gyratorpackning) än standardmassan.<br />
Förhållandet mellan laboratoriepackning med gyrator och vältpackning på väg<strong>en</strong><br />
studerades i del två.<br />
• Gyratorisk packning kan producera samma packningsarbete som på väg<strong>en</strong> när<br />
rätt antal gyratorvarv väljs.<br />
• Provplattor som togs från väg<strong>en</strong>, designade <strong>en</strong>l. Schweizisk standard svarar<br />
mot målet med avse<strong>en</strong>de på hålrumsvolym<strong>en</strong> och visar relativt gott motstånd<br />
mot de<strong>for</strong>mationsspår när de testades i WheelTracking-maskin vilket visar att<br />
dränbeläggning som utfördes på väg<strong>en</strong> var godkänd med avse<strong>en</strong>de på<br />
hålrumskrav<strong>en</strong>.<br />
• Äv<strong>en</strong> om beläggningsprov<strong>en</strong> packade på laboratorium och på väg<strong>en</strong> hade<br />
samma hålrumsvolym så uppvisade beläggningsplattorna från väg<strong>en</strong> lägre<br />
vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet och sämre bindning mellan lagr<strong>en</strong>, m<strong>en</strong> dragspänning<strong>en</strong><br />
var större än de laboratorietillverkade plattorna.<br />
• Det är svårt att ge <strong>en</strong> uttömmande förklaring till ovanstå<strong>en</strong>de skillnader m<strong>en</strong><br />
det kan bero på att borrkax följer med kylvattnet in i beläggningsprovet vid<br />
borrning eller sågning.<br />
12 VTI notat 26-2004
The design of porous asphalt mixtures to per<strong>for</strong>mance<br />
related criteria<br />
by J C Nicholls and I G Carswell<br />
TRL Report 497<br />
Dränasfalt har <strong>en</strong>ligt d<strong>en</strong>na rapport använts på motorvägar och andra<br />
högtrafikerade vägar i Storbritanni<strong>en</strong> sedan 1944. Användning<strong>en</strong> av dränasfalt har<br />
dock varit begränsad på grund av höga anbudspriser från <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>örer. Det kan<br />
bero på svårigheterna att svara upp till de omfattande specifikationerna. Äv<strong>en</strong> om<br />
specifikationerna klaras ger det inga garantier vad beträffar hydrauliska<br />
konduktivitet<strong>en</strong>, vilk<strong>en</strong> ju är <strong>en</strong> viktig funktionsrelaterad eg<strong>en</strong>skap.<br />
I d<strong>en</strong>na rapport redovisas resultat från <strong>en</strong> laboratorieundersökning rörande<br />
vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet, vertikalt och horisontellt, samt beständighet (st<strong>en</strong>släpp,<br />
vidhäftning och scuffing) på beläggningsprov från väg<strong>en</strong> och från<br />
laboratorietillverkade prov. Målsättning<strong>en</strong> med detta upplägg är att utveckla<br />
designprocedur med hjälp av funktionseg<strong>en</strong>skaper.<br />
Beläggningsprov från väg<strong>en</strong> visade att d<strong>en</strong> horisontella permeabilitet<strong>en</strong><br />
korrelerade relativt bra med d<strong>en</strong> hydrauliska konduktivitet<strong>en</strong> vilket d<strong>en</strong> vertikala<br />
permeabilitet<strong>en</strong> inte gjorde. Emellertid så stördes sannolikt resultat<strong>en</strong> från<br />
vägprov<strong>en</strong> av att finmaterial lossnade och trängde in i provkropp<strong>en</strong> under<br />
borrning<strong>en</strong>.<br />
Test för st<strong>en</strong>släpp<br />
I detta test används Los Angeles trumman utan stålkulor, för att nöta sönder<br />
asfaltprovkroppar. D<strong>en</strong> proportionella förlust<strong>en</strong> av material efter <strong>en</strong> viss tids test<br />
beräknas utifrån ursprungliga vikt<strong>en</strong> och vikt<strong>en</strong> på provkropparna efter testet.<br />
Enligt d<strong>en</strong> t<strong>en</strong>tativa CEN standard<strong>en</strong> utvärderar metod<strong>en</strong> dränasfalt<strong>en</strong>s förmåga<br />
att motstå sönderfall under trafik, effekter av dubbtrafik undantag<strong>en</strong>. D<strong>en</strong><br />
t<strong>en</strong>tativa CEN-standard<strong>en</strong> följdes med undantag av provkropparnas dim<strong>en</strong>sion<br />
som istället för 101,6 mm i diameter var 63,5 mm. De stålsk<strong>en</strong>or som normalt<br />
sitter på trummans insida togs också bort.<br />
På de prov som togs från väg<strong>en</strong> blev tjocklek<strong>en</strong> bero<strong>en</strong>de på beläggning<strong>en</strong>s<br />
tjocklek. De laboratorietillverkade provkropparnas tjocklek var 55±5 mm.<br />
Testmetod<strong>en</strong> föreskriver att provkropparna skall rotera i trumman i 300 varv (ca<br />
10 min). För att kunna följa grad<strong>en</strong> av sönderfall under testperiod<strong>en</strong> så stoppades<br />
testet efter 60, 120, 180 och 240 varv varvid provkropparna vägdes.<br />
Efter slutfört test var materialförlust<strong>en</strong> under 5 % på samtliga testade<br />
provkroppar. Materialförlust<strong>en</strong> var jämnt fördelad över testperiod<strong>en</strong> och<br />
resulterade i <strong>for</strong>m av avrundade kanter på provkropp<strong>en</strong>. Därför är det svårt att<br />
värdera olika massakompositioner med d<strong>en</strong>na metod. Det var emellertid <strong>en</strong> viss<br />
skillnad i sönderfall mellan provkroppar från väg<strong>en</strong> och de laboratorietillverkade<br />
provkropparna som hade <strong>en</strong> materialförlust på mellan 2 och 3 % jämfört med<br />
4–5 % från väg<strong>en</strong>.<br />
VTI notat 26-2004 13
Scuffing-test<br />
Scuffing-testet består av ett belastat pneumatiskt snedställt hjul som passerar <strong>en</strong><br />
något uppvärmd beläggningsyta. Testet är ursprunglig<strong>en</strong> utvecklat för att testa<br />
slitlagerbeläggningar med hög friktion. Testperiod<strong>en</strong> är 12 minuter och <strong>en</strong><br />
värdering av ett erosionsindex görs efter testtid<strong>en</strong>s slut. Detta index ger <strong>en</strong><br />
indikation på motståndet mot partikelförlust på beläggning<strong>en</strong>s yta. Ett erosion<br />
index=0 visar att inget material har lossnat medan index=30 indikerar att mindre<br />
än 25 % av ytan är intakt. Testet gjordes på borrade provkroppar från väg<strong>en</strong>,<br />
200 mm i diameter. Trots att testtid<strong>en</strong> fördubblades till 24 minuter var materialförlust<strong>en</strong><br />
minimal.<br />
Metod<strong>en</strong> för partikelsläpp, Los Angeles trumma, lämpar sig inte för att testa<br />
grad<strong>en</strong> av partikelsläpp utan är <strong>en</strong>dast lämplig för <strong>en</strong> indikering av för stort<br />
st<strong>en</strong>släpp. Teoretiskt sett så är ”Scuffingmetod<strong>en</strong>” mer lämplig än det modifierade<br />
Los Angeles-testet eftersom d<strong>en</strong> på ett bättre sätt återger d<strong>en</strong> typ av påfrestning<br />
som kan orsaka skador på <strong>en</strong> beläggningsyta.<br />
I just d<strong>en</strong>na undersökning visade det sig att ing<strong>en</strong> av metoderna var lämplig för<br />
att utvärdera massasammansättning eftersom materialförlust<strong>en</strong> var så lit<strong>en</strong>.<br />
Erosion index varierade mellan 0 och 3.<br />
Vidhäftningstest<br />
Ett vidhäftningstest omfattande kombination<strong>en</strong> bindemedel och st<strong>en</strong>material<br />
g<strong>en</strong>omfördes <strong>en</strong>ligt, CEN1997b, för att avgöra om släckt kalk behövde tillsättas<br />
som vidhäftningsmedel. Testet g<strong>en</strong>omfördes med 40 varv per minut istället för<br />
60 varv per minut <strong>en</strong>ligt d<strong>en</strong> specificerade metod<strong>en</strong>. Kombination<strong>en</strong><br />
st<strong>en</strong>material/bindemedel klarade inte vidhäftning<strong>en</strong> varför 2 % släckt kalk<br />
tillsattes vid blandningstillfället. Äv<strong>en</strong> om testet g<strong>en</strong>omfördes med långsammare<br />
rotation klarade ing<strong>en</strong> av de provade sammansättningarna, inklusive d<strong>en</strong> med<br />
tillsatt släckt kalk, kravet på 80 % täckning efter 72 timmars rotation. Massan med<br />
släckt kalk tillsatt var dock bäst. Problemet med de bara ytorna visade sig dock<br />
mer vara ett nötningsproblem än vidhäftningsproblem. Av d<strong>en</strong>na anledning drogs<br />
slutsats<strong>en</strong> att metod<strong>en</strong> inte fungerar för d<strong>en</strong> typ av st<strong>en</strong>material som ofta används i<br />
England. Dessa st<strong>en</strong>material är ofta poleringsb<strong>en</strong>ägna och har också lägre<br />
nötningsresist<strong>en</strong>s än andra europeiska st<strong>en</strong>material.<br />
Permeabilitet<br />
Logiskt sett borde det finnas ett förhållande mellan både vertikal och horisontal<br />
permeabilitet som uppmätts på laboratorium och d<strong>en</strong> relativa hydrauliska<br />
konduktivitet<strong>en</strong> uppmätt på väg<strong>en</strong>. Förhållandet är förmodlig<strong>en</strong> inte, eftersom<br />
prov<strong>en</strong> från väg<strong>en</strong> kan ha tvättats r<strong>en</strong>a av vattnet vid borrning<strong>en</strong>. D<strong>en</strong> hydrauliska<br />
konduktivitet<strong>en</strong> mättes före borrning<strong>en</strong> och provet hade förmodlig<strong>en</strong> mer smuts då<br />
än när permeabilitet<strong>en</strong> s<strong>en</strong>are analyserades i laboratoriet. Trots det, bedöms det<br />
som möjligt att använda sambandet mellan vertikal/horisontell permeabilitet med<br />
relativ hydraulisk konduktivitet för att bedöma möjlighet<strong>en</strong> för <strong>en</strong> dränmassa att<br />
uppnå dräneringskrav<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om testning av laboratorieprovkroppar innan massan<br />
läggs ut på väg<strong>en</strong>.<br />
14 VTI notat 26-2004
Följande ekvationer erhölls:<br />
RHC=+0,028-14,8kv (R2=0,02) (1)<br />
RHC=-0,006+172kh (R 2 =0,59) (2)<br />
G<strong>en</strong>om att tvinga regressionslinj<strong>en</strong> för sambandet med d<strong>en</strong> horisontella<br />
permeabilitet<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om origo erhålls följande ekvation:<br />
RHC=146kh (R2=0,57) (3)<br />
Förklaringsgrad<strong>en</strong> i ekvation 1 är mycket dålig. Regressionslinj<strong>en</strong>s gradi<strong>en</strong>t är<br />
dessutom negativ vilket inte är rimligt. Ekvation 2 har <strong>en</strong> positiv gradi<strong>en</strong>t på<br />
regressionslinj<strong>en</strong> och <strong>en</strong> någorlunda bra förklaringsgrad. Med ekvation 3<br />
förväntas d<strong>en</strong> relativa hydrauliska konduktivitet<strong>en</strong> i d<strong>en</strong> laboratorietillverkade<br />
provkropp<strong>en</strong> med dränasfalt med största st<strong>en</strong>storlek 20 mm uppgå till 0,06 s-1 i<br />
medeltal. Det är ett värde som inte uppfyller krav<strong>en</strong> i d<strong>en</strong> brittiska<br />
specifikation<strong>en</strong>. I ett tidigare fältförsök med <strong>en</strong> liknande dränmassekomposition<br />
så uppgick konduktivitet<strong>en</strong> till 0,15 s-1, som är 2,5 ggr större. Det bekräftar teorin<br />
att finmaterial/smuts avlägsnades vid borrning<strong>en</strong> på de prov som användes för att<br />
utveckla ekvation 3. Koeffici<strong>en</strong>t<strong>en</strong> borde vara ca 350 istället för 146.<br />
Beständighet<br />
Ing<strong>en</strong> av nämnda tester för att värdera beständighet<strong>en</strong> hos de dränmassor som<br />
testats har visat på signifikanta skillnader. Emellertid så var samtliga testade<br />
dränmassor trolig<strong>en</strong> mycket beständiga eftersom fältprov<strong>en</strong> kom från<br />
dränbeläggningar som fungerat mycket bra på väg<strong>en</strong>. Det är möjlig<strong>en</strong> <strong>en</strong> brist i<br />
försöksupplägget att spannet mellan beläggningarna inte var tillräckligt stort för<br />
att kunna utvärdera metoderna.<br />
Scuffing-testet simulerar bäst de extrema krafter som kan påverka <strong>en</strong><br />
slitlagerbeläggning, m<strong>en</strong> resultatet av Scuffing-testet var <strong>en</strong> minimal påverkan på<br />
dränprovet äv<strong>en</strong> efter <strong>en</strong> dubblerad testtid. Slutsats<strong>en</strong> av försöksseri<strong>en</strong> är att ett<br />
erosionsindex på 3 efter 24 minuters test samt att aktuella dränbeläggningar<br />
fungerade bra i fält, garanterar <strong>en</strong> god beständighet.<br />
Testet <strong>en</strong>ligt modifierad Los Angeles test, äv<strong>en</strong> kallad Cantabrian Test, har<br />
utvecklats speciellt för dränasfalt äv<strong>en</strong> om de påfrestningar som metod<strong>en</strong> utsätter<br />
provkropparna för inte simulerar de påfrestningar som <strong>en</strong> dränbeläggning utsätts<br />
för i praktik<strong>en</strong>.<br />
I provkropparna från väg<strong>en</strong>, med åldrat bitum<strong>en</strong>, var materialförlust<strong>en</strong> efter<br />
Cantabrian-testet i g<strong>en</strong>omsnitt 5 %, medan de laboratorietillverkade provkropparna,<br />
där bitum<strong>en</strong>et inte åldrats, i g<strong>en</strong>omsnitt hade 2–3 % materialförlust.<br />
Eftersom de dränbeläggningar som har undersökts uppvisade mycket god<br />
beständighet i verklighet<strong>en</strong> så kan d<strong>en</strong> slutsats<strong>en</strong> dras att om materialförlust<strong>en</strong> för<br />
<strong>en</strong> laboratorietillverkad provkropp är lägre än 5 % i Cantabrian-testet kommer<br />
dränmassan att ha tillräckligt god beständighet.<br />
VTI notat 26-2004 15
Resultatet från testet av vidhäftning<strong>en</strong> mellan bitum<strong>en</strong> och st<strong>en</strong>material ser ut<br />
att vara för påfrestande på det st<strong>en</strong>material som användes. Förmodlig<strong>en</strong> är<br />
påfrestning<strong>en</strong> så hög bero<strong>en</strong>de på att metod<strong>en</strong> utvecklades i Skandinavi<strong>en</strong> där<br />
st<strong>en</strong>materialet är mycket slitstarkare än de brittiska st<strong>en</strong>material<strong>en</strong>. Tank<strong>en</strong> med<br />
detta test var att undersöka om släckt kalk behövde tillsättas för att säkra<br />
vidhäftning<strong>en</strong>.<br />
Om testet skall behållas och användas i framtid<strong>en</strong> har detta försök visat att<br />
vissa förändringar bör göras då dränasfalt testas:<br />
• D<strong>en</strong> lägsta gräns<strong>en</strong> för bitum<strong>en</strong>täckning måste reduceras till ca 70 % efter<br />
72 timmars rotation med 40 varv/min, eller<br />
• testtid<strong>en</strong> behöver reduceras till 36 timmar med 40 varv/min och där gräns<strong>en</strong><br />
för bitum<strong>en</strong>täckning<strong>en</strong> sätts till minst 80 %, eller<br />
• rotationshastighet<strong>en</strong> behöver begränsas ytterligare till 20 varv/min för <strong>en</strong><br />
testtid på 72 timmar och bitum<strong>en</strong>täckning på minst 80 %.<br />
Avsikt<strong>en</strong> med ovan beskrivna test är att värdera vidhäftning<strong>en</strong> mellan aktuellt<br />
bindemedel och st<strong>en</strong>material och inte grad<strong>en</strong> av nötning av st<strong>en</strong>materialet, så<br />
därför är det tredje förslaget till förändring att minska rotationshastighet<strong>en</strong> och<br />
därmed minska nötning<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>materialet. Inga försök har dock gjorts med d<strong>en</strong><br />
föreslagna reducerade rotationshastighet<strong>en</strong>.<br />
Bindemedelsavrinning<br />
Utöver de tester som diskuterats ovan är det också nödvändigt att bituminet inte<br />
rinner av st<strong>en</strong>materialet under transport och utläggning. Därför bör testet för<br />
bitum<strong>en</strong>avrinning (BSI, 1996b) behållas. Eftersom det är ett arbetsint<strong>en</strong>sivt test är<br />
det lämpligt att g<strong>en</strong>omföra de andra testerna först.<br />
Föreslag<strong>en</strong> procedur<br />
D<strong>en</strong>na procedur föreslås för att kontrollera och värdera sammansättning<strong>en</strong> av<br />
dränmassan.<br />
1. Välj ett bitum<strong>en</strong> och om det begärs bitum<strong>en</strong>modifiering.<br />
2. Välj st<strong>en</strong>material och sätt samman fraktionerna till <strong>en</strong> gradering <strong>en</strong>ligt<br />
specifikationerna.<br />
3. Om släckt kalk skall tillsättas massan, gå till steg 7.<br />
4. G<strong>en</strong>omför ett vidhäftningstest mellan bitum<strong>en</strong> och st<strong>en</strong>material <strong>en</strong>ligt<br />
prEN12697-11 med undantaget att rullningshastighet<strong>en</strong> skall vara 20 varv per<br />
minut.<br />
5. Om täckningsgrad<strong>en</strong> i medeltal är högre än 80 % – gå till steg 7.<br />
6. Om täckningsgrad<strong>en</strong> i medeltal är lägre än 80 % – välj att tillsätta släckt kalk<br />
eller annat vidhäftningsmedel, alternativt att byta ut bitum<strong>en</strong>sort<strong>en</strong> och/eller<br />
st<strong>en</strong>materialet och börja om med steg 1.<br />
7. Välj <strong>en</strong> bindemedelshalt som inte är lägre än specifikation<strong>en</strong>s minimum.<br />
8. Tillverka minst sex styck<strong>en</strong> 150 mm provkroppar och testa för horisontell<br />
permeabilitet <strong>en</strong>ligt prEN 12697-19.<br />
16 VTI notat 26-2004
9. Om varje <strong>en</strong>skilt resultat av d<strong>en</strong> horisontella permeabilitet<strong>en</strong> är större eller<br />
lika med 0,0002 m 3 /s och medelvärdet är större eller lika med 0,0004 m 3 /s –<br />
gå till steg 10.<br />
10. Om något <strong>en</strong>skilt resultat av d<strong>en</strong> horisontella permeabilitet<strong>en</strong> är mindre än<br />
0,0002 m 3 /s och/eller medelvärdet mindre än 0,0004 m 3 /s, ändra korngradering<strong>en</strong><br />
för att få <strong>en</strong> öppnare sammansättning börja om från steg 7. Om inte<br />
detta är möjligt – välj ett annat st<strong>en</strong>material och starta om från steg 2.<br />
11. Tillverka minst sex st. 100 mm provkroppar och testa för partikelsläpp <strong>en</strong>ligt<br />
prEN 12697-17.<br />
12. Om partikelsläppet i medeltal är mindre eller lika med 10 %, gå till steg 14.<br />
13. Om partikelsläppet i medeltal är större än 10 % – gör om korngradering<strong>en</strong> för<br />
att öka finmaterialinnehållet och/eller bindemedelshalt<strong>en</strong> och starta om från<br />
steg 7. Om inte finmaterialhalt<strong>en</strong> kan ökas med hänsyn till specifikationerna<br />
– välj ett annat st<strong>en</strong>material och starta om från steg 2.<br />
14. G<strong>en</strong>omför ett bindemedelsdräneringstest <strong>en</strong>ligt DD229.<br />
Sammanfattande råd<br />
D<strong>en</strong> föreslagna designprocedur<strong>en</strong> är tänkt att hjälpa personal som arbetar med<br />
design av dränmassor/dränbeläggningar så att de kan vara mer säkra på att d<strong>en</strong><br />
dränmassa de designar kan leva upp till de funktionseg<strong>en</strong>skaper som<br />
specifikationerna föreskriver.<br />
Val av st<strong>en</strong>material<br />
Valet av st<strong>en</strong>materialtyp, framför allt de grövre fraktionerna, är bero<strong>en</strong>de på vilka<br />
yteg<strong>en</strong>skaper som krävs, framför allt friktion. Undersökningar har visat att<br />
dränasfalt har väl så god friktion som tät asfaltbeläggning då st<strong>en</strong>material med<br />
samma PSV-värde (Polishing Stone Value) används. En annan viktig faktor vid<br />
val av st<strong>en</strong>material till <strong>en</strong> dränbeläggning är vidhäftning<strong>en</strong> mellan st<strong>en</strong>materialet<br />
och aktuellt bitum<strong>en</strong>. Ett st<strong>en</strong>material som inte kan ”bära” så mycket bitum<strong>en</strong>,<br />
som t.ex. flinta och andra st<strong>en</strong>material med slät ytkaraktär, är inte lämpliga att<br />
använda i dränasfalt. Ytterligare <strong>en</strong> faktor som är väs<strong>en</strong>tlig vid val av st<strong>en</strong>material<br />
är de grövre st<strong>en</strong>arnas <strong>for</strong>m. Det finns två geometriska mått på st<strong>en</strong><strong>for</strong>m<strong>en</strong>,<br />
flisighet och stänglighet. Oftast används dock, för <strong>en</strong>kelhet<strong>en</strong>s skull, <strong>en</strong>dast<br />
flisighet. G<strong>en</strong>erellt gäller, att ju lägre flisighetstal i det grövre st<strong>en</strong>materialet –<br />
desto bättre permeabilitet i dränbeläggning<strong>en</strong>.<br />
Val av bindemedel<br />
Valet av bitum<strong>en</strong>typ beror i ett första skede på vilk<strong>en</strong> typ av st<strong>en</strong>material som är<br />
tänkt att användas och hur hög bindemedelshalt som krävs. Ju högre<br />
bindemedelshalt som krävs och ju sämre vidhäftning mellan bitum<strong>en</strong> och<br />
st<strong>en</strong>material, desto större krav ställs på grad<strong>en</strong> av bitum<strong>en</strong>modifiering. För att<br />
klara <strong>en</strong> dränbeläggnings beständighet krävs i regel <strong>en</strong> så hög bindemedelshalt att<br />
någon <strong>for</strong>m av modifiering behövs. Valet av modifiering kan göras mellan <strong>en</strong><br />
förblandat polymermodifierat bitum<strong>en</strong> eller att <strong>en</strong> polymer eller fiber tillsätts vid<br />
blandningsögonblicket. Fördel<strong>en</strong> med förblandat polymermodifierat bitum<strong>en</strong> är att<br />
det är lättare att kontrollera kvalitet<strong>en</strong>. En nackdel är dock att det krävs <strong>en</strong> separat<br />
bitum<strong>en</strong>tank.<br />
VTI notat 26-2004 17
Fördel<strong>en</strong> med <strong>en</strong> tillsats vid blandningstillfället är att tillsats<strong>en</strong> till mängd och<br />
typ kan anpassas till speciella förhålland<strong>en</strong>.<br />
Polymermodifiering ändrar bitum<strong>en</strong>ets reologi för att förbättra vidhäftning<strong>en</strong><br />
medan fibrer ökar storlek<strong>en</strong> på d<strong>en</strong> yta som bitum<strong>en</strong>et sprids över vid<br />
blandning<strong>en</strong>. Det finns många typer av polymerer som använts för modifiering av<br />
bitum<strong>en</strong> som exempelvis; naturgummi, styr<strong>en</strong>e-butadi<strong>en</strong>e-styr<strong>en</strong>e (SBS), styr<strong>en</strong>ebutadi<strong>en</strong>-gummi<br />
(SBR), etyl<strong>en</strong> vinyl acetat (EVA) och epoxi-hartser. Olika typer<br />
av fibrer som mineraliska (glasfiber), organiska (cellulosafiber) är de som<br />
vanligast används. Om skälet till modifiering <strong>en</strong>dast är att förhindra<br />
bitum<strong>en</strong>avrinning kan de typ av modifiering som är billigast användas. Det finns<br />
dock <strong>en</strong> t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>s till bättre beständighet då polymermodifierat bitum<strong>en</strong> används.<br />
Val av filler och vidhäftningstillsats<br />
Valet av fillertyp kan påverka kompatibilitet<strong>en</strong> mellan st<strong>en</strong>material och bitum<strong>en</strong>.<br />
Inblandning av släckt kalk ger dränasfalt<strong>en</strong> <strong>en</strong> längre livslängd och möjliggör<br />
högre bindemedelshalt i massan utan att avrinning uppstår. Släckt kalk minskar<br />
bitum<strong>en</strong>ets förhårdning och förbättrar också vidhäftning<strong>en</strong> i dränmassan. Släckt<br />
kalk är dock besvärligt att hantera i tillverkningsprocess<strong>en</strong>.<br />
Val av korngradering<br />
Korngradering<strong>en</strong> i de nuvarande brittiska specifikationerna är mycket tydligt<br />
definierade utom på 10 mm sikt<strong>en</strong>. Dränmassan är tänkt att ha ett partikelsprång<br />
(gap-graded) för att rätt struktur skall kunna <strong>for</strong>mas med kommunicerande hålrum<br />
och gräns<strong>en</strong> för partikelsprånget ligger nära 10 mm. Därför är det <strong>en</strong>dast möjligt<br />
att göra ändringar i korngradering<strong>en</strong> vid just d<strong>en</strong> sikt<strong>en</strong>, äv<strong>en</strong> om mindre,<br />
begränsade förändringar kan göras vid andra siktar om produktionskontroll<strong>en</strong> vid<br />
tillverkning<strong>en</strong> är god. Framtida specifikationer kan ev<strong>en</strong>tuellt komma att tillåta<br />
alternativa st<strong>en</strong>storlekar och öppna d<strong>en</strong> föreskrivna korngradering<strong>en</strong>, med<br />
bibehållna krav på funktionseg<strong>en</strong>skaperna, och äv<strong>en</strong> tillåta två olika st<strong>en</strong>storlekar<br />
som i tvålagers dränkonstruktioner.<br />
Behovet att ändra korngradering<strong>en</strong> kan uppstå av flera skäl. En reduktion av<br />
innehållet av grovt st<strong>en</strong>material, anting<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om att minska d<strong>en</strong> största<br />
st<strong>en</strong>storlek<strong>en</strong> eller öka andel<strong>en</strong> material som passerar de mindre siktarna, kommer<br />
att:<br />
• öka d<strong>en</strong> tillgängliga ytan vilket reducerar risk<strong>en</strong> för avrinning, och<br />
• öka andel<strong>en</strong> bruk (bitum<strong>en</strong> + filler) för att stärka st<strong>en</strong>struktur<strong>en</strong>, m<strong>en</strong> det<br />
kan verka negativt på permeabilitet<strong>en</strong>.<br />
Alternativt kommer <strong>en</strong> ökning av andel<strong>en</strong> grovt st<strong>en</strong>material att:<br />
• ge ett större hålrum som ökar permeabilitet<strong>en</strong> m<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>tuellt reducera<br />
beständighet<strong>en</strong>/hållbarhet<strong>en</strong>.<br />
D<strong>en</strong> lämpligaste korngradering<strong>en</strong> i <strong>en</strong> dränasfalt är således <strong>en</strong> kompromiss mellan<br />
hållbarhet/beständighet och permeabilitet.<br />
18 VTI notat 26-2004
Valet av största st<strong>en</strong>storlek i <strong>en</strong> dränasfalt är bero<strong>en</strong>de av lagertjocklek<strong>en</strong>. Ju<br />
tjockare lager desto större mängd högkvalitativt st<strong>en</strong>material krävs, m<strong>en</strong><br />
dränbeläggning<strong>en</strong> får också större kapacitet att lagra vatt<strong>en</strong> ju tjockare d<strong>en</strong> är.<br />
Dränasfalt med mindre största st<strong>en</strong>storlek ger dock ofta högre hålrum och bättre<br />
bullerdämpning.<br />
Hållbarhet/beständighet<br />
Bitum<strong>en</strong>ets beständighet<br />
I detta sammanhang är bitum<strong>en</strong>ets beständighet avgörande för dränasfalt<strong>en</strong>s<br />
livslängd, bero<strong>en</strong>de på klimat och framför allt oxidering<strong>en</strong> av bitum<strong>en</strong>et.<br />
Livslängd<strong>en</strong> på <strong>en</strong> dränasfalt styrs i regel av hur <strong>for</strong>t bitum<strong>en</strong>et hårdnar tills<br />
bitum<strong>en</strong>et inte längre förmår fånga upp de töjningar som trafik<strong>en</strong> framkallar.<br />
Detta sker framför allt under vintern eller, om dränbeläggning<strong>en</strong> överlever<br />
vintern, under vår<strong>en</strong> när temperatur<strong>en</strong> i beläggning<strong>en</strong> stiger över 0 ◦ C. En<br />
indikation om kommande skador är att material i beläggning<strong>en</strong>s yta släpper i<br />
hjulspår<strong>en</strong> och att <strong>text</strong>ur<strong>en</strong> ökar.<br />
Återvunnet bitum<strong>en</strong> från dränasfaltbeläggningar visar att det hårdnar avsevärt<br />
med tid<strong>en</strong>. Mellan blandning och utläggning reduceras p<strong>en</strong>etration<strong>en</strong> med ca 30 %<br />
och det <strong>for</strong>tsätter sedan med ca 20 % per år. Oavsett om modifierat bitum<strong>en</strong><br />
används eller ej så ligger d<strong>en</strong> kritiska nivån för p<strong>en</strong>etration<strong>en</strong> vid 15 1/10 mm,<br />
motsvarande mjukpunkt är då ca 70 ◦ C. Vid d<strong>en</strong>na nivå havererar <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning<br />
normalt.<br />
Dränasfalt med hög bindemedelshalt, eller med inblandning av släckt kalk,<br />
hårdnar långsammare och får därför längre hållbarhet. Anledning<strong>en</strong> till att <strong>en</strong><br />
dränasfalt med högre bindemedelshalt får längre hållbarhet är att bitum<strong>en</strong>skiktet<br />
på st<strong>en</strong>arna blir tjockare vilket gör att oxidation<strong>en</strong> av bitum<strong>en</strong>et går långsammare.<br />
Dränmassans hållbarhet<br />
Dränmassans hållbarhet, i detta sammanhang, beskriver möjlighet<strong>en</strong> för att<br />
dränbeläggning<strong>en</strong> skall upprätthålla sin funktion under påverkan av trafik<strong>en</strong>.<br />
G<strong>en</strong>erellt i Storbritanni<strong>en</strong> så har inte dränbeläggningarna uppvisat några problem<br />
förrän bitum<strong>en</strong>et har hårdnat till d<strong>en</strong> kritiska gräns<strong>en</strong>.<br />
Dränbeläggning<strong>en</strong>s hållbarhet beror i hög grad på lämplig utläggnings- och<br />
packningskvalitet och framför allt valet av <strong>en</strong> bra massadesign.<br />
Permeabilitet<br />
Möjlighet<strong>en</strong> av att låta luft och vatt<strong>en</strong> passera g<strong>en</strong>om <strong>en</strong> dränasfaltbeläggnings<br />
struktur är hela idén med d<strong>en</strong>na beläggningstyp, luft för att minska bullret och<br />
vatt<strong>en</strong> för att minska vatt<strong>en</strong>planing och sprut och stänk. Nuvarande metod för att<br />
mäta permeabilitet i fält är BSI, 1996a, som mäter d<strong>en</strong> relativa hydrauliska<br />
konduktivitet<strong>en</strong>. Permeabilitet<strong>en</strong> i <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning förändras med tid<strong>en</strong><br />
bero<strong>en</strong>de på att damm och smuts sätter ig<strong>en</strong> porerna och håligheterna i<br />
beläggning<strong>en</strong>. Utflödestid<strong>en</strong> från det relativa hydrauliska konduktivitetstestet och<br />
beläggning<strong>en</strong>s ålder är i regel rätlinjig.<br />
VTI notat 26-2004 19
Udvikling af stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger till bygader<br />
Statusrapport efter 3 års målinger<br />
Rapport 4, 2002<br />
Hans B<strong>en</strong>dts<strong>en</strong>, Lars Ellebjerg Lars<strong>en</strong>, Poul Greibe<br />
I d<strong>en</strong> danska regering<strong>en</strong>s trafikplan ”Trafik 2005” fastlades <strong>en</strong> målsättning att år<br />
2010 skulle högst 50 000 bostadshus vara utsatta för trafikbuller över 65 dB. För<br />
uppfylla d<strong>en</strong>na målsättning måste bullernivån sänkas i ca 100 000 bostadshus. År<br />
1998 gjordes försök med <strong>en</strong> <strong>en</strong>lagers dränbeläggning, dels på <strong>en</strong> gata (50 km/tim)<br />
i c<strong>en</strong>trala Köp<strong>en</strong>hamn, dels på <strong>en</strong> landsbygdsväg/riksväg (80 km/tim). Försöket på<br />
innerstadsgatan sänkte bullernivån initialt m<strong>en</strong> effekt<strong>en</strong> varade bara två år<br />
eftersom dränbeläggning<strong>en</strong>s porer täpptes till.<br />
Försöket på landsbygdsväg<strong>en</strong>/riksväg<strong>en</strong> fungerade bättre bero<strong>en</strong>de på att<br />
beläggning<strong>en</strong> med hjälp av trafik<strong>en</strong> självr<strong>en</strong>sades. Bullerreduktion<strong>en</strong> var därför<br />
inte försämrad.<br />
Projektgrupp<strong>en</strong> gjorde under 1997 <strong>en</strong> studieresa till Nederländerna för att ta del<br />
av de nyaste erfar<strong>en</strong>heterna av dränasfalt. En ny idé var att använda två-lagers<br />
dränasfalt i kombination med högtrycksr<strong>en</strong>göring. Princip<strong>en</strong> var att dränbeläggning<strong>en</strong>s<br />
övre lager består av <strong>en</strong> dränbeläggning med lit<strong>en</strong> st<strong>en</strong>storlek, max 4 mm,<br />
och det undre lagret med st<strong>en</strong>storlek 12 mm. Efter ett år var bullerreduktion<strong>en</strong> ca<br />
6 dB. Det är okänt hur bullerreduktion<strong>en</strong> minskat efter det. En annan tvålagerskonstruktion<br />
som utförts tidigare där st<strong>en</strong>storlek<strong>en</strong> i det övre lagret var 8 mm<br />
uppvisade efter 4 år <strong>en</strong> bullerreduktion på ca 3 dB. Båda projekt<strong>en</strong> utfördes på<br />
innerstadsgator med 50 km/tim som hastighetsbegränsning. Totalt utfördes<br />
35–50 km av dessa dränkonstruktioner.<br />
I Nederländerna förväntas det övre dränlagret ha <strong>en</strong> livslängd på ca 7 år och att<br />
det undre lagret kan hålla ungefär d<strong>en</strong> dubbla tid<strong>en</strong>. När det övre lagret har slitits<br />
ned är plan<strong>en</strong> att hela övre lagret skall fräsas bort varefter det kvarvarande nedre<br />
lagret r<strong>en</strong>sas g<strong>en</strong>om högtrycksspolning. Därefter läggs <strong>en</strong> ny dränbeläggning med<br />
lit<strong>en</strong> st<strong>en</strong>storlek.<br />
I det danska projektet utfördes tre olika dränkonstruktioner och <strong>en</strong><br />
refer<strong>en</strong>ssträcka med <strong>en</strong> ABT8.<br />
Beläggnings- Tot. Översta lagret Undre lagret Hålrum* Hålrum*<br />
typ tjocklek<br />
(2 lager)<br />
Tjocklek St<strong>en</strong>storlek Tjocklek St<strong>en</strong>storlek<br />
övre<br />
%<br />
Undre<br />
%<br />
Dränasfalt 70 mm 25 mm 5/8 mm 45 mm 11/16 mm 26,5 22,8<br />
Dränasfalt 55 mm 20 mm 2/5 mm 35 mm 11/16 mm 26,6 25,2<br />
Dränasfalt 90 mm 25 mm 2/5 mm 65 mm 16/22 mm 23,7 21,8<br />
ABT8 30 mm 30 mm 0/8 mm – – 4,2 –<br />
Hålrummet mättes på borrprover tagna kort efter utläggning<strong>en</strong> sommar<strong>en</strong> 1999.<br />
Vardagstrafik<strong>en</strong> uppgick till 7 800 <strong>for</strong>don per dygn, varav 7 % var över<br />
3,5 ton. Gatan hade ing<strong>en</strong> busstrafik.<br />
20 VTI notat 26-2004
För att undvika ig<strong>en</strong>sättning av dränkonstruktion<strong>en</strong> gjordes redan första året<br />
två r<strong>en</strong>göringar, i slutet av april resp. november, med hjälp av <strong>en</strong> holländsk<br />
maskin som spolade vatt<strong>en</strong> med högtryck och efterföljande uppsugning av vatt<strong>en</strong><br />
och smuts från beläggning<strong>en</strong>. R<strong>en</strong>göringsmaskin<strong>en</strong> kör med <strong>en</strong> hastighet på bara<br />
2–3 km/tim. Maskin<strong>en</strong> körs tre gånger över dränbeläggning<strong>en</strong>.<br />
Bullermätningar har g<strong>en</strong>omförts varje år <strong>en</strong>ligt d<strong>en</strong> s.k. ”Statistical Pass-By<br />
Method”. Förhålland<strong>en</strong>a vid mätningarna varierades på många sätt. Rapport<strong>en</strong><br />
innehåller <strong>en</strong> mängd detaljer om olika mätmetoder m.m.<br />
Följande konklusioner har gjorts efter tre års uppföljning:<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om att <strong>en</strong> tvålagers dränkonstruktion har <strong>en</strong> god bullerreducerande<br />
effekt på stadsgator jämfört med <strong>en</strong> tät asfaltbetong är tills<br />
vidare bekräftad då bullerreduktion<strong>en</strong> uppgår till 4 dB på alla försökssträckorna<br />
(jämfört med refer<strong>en</strong>ssträckan).<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om att <strong>en</strong> tvålagers dränkonstruktion med d<strong>en</strong> minsta<br />
st<strong>en</strong>storlek<strong>en</strong> i det övre lagret är mest bullerreducerande är inte bekräftad<br />
eftersom det är samma bullerreduktion på alla tre försökskonstruktionerna.<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om att d<strong>en</strong> tjockaste tvålagers dränkonstruktion<strong>en</strong> har d<strong>en</strong> bästa<br />
bullerreduktion<strong>en</strong> är inte bekräftad.<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om årlig r<strong>en</strong>sning, vår och höst, är delvis bekräftad. Två år är<br />
förmodlig<strong>en</strong> för kort tid för att dra slutsatser.<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om att tvålagers dränkonstruktioner med lit<strong>en</strong> st<strong>en</strong>storlek i det<br />
övre lagret på stadsgator uppvisar samma trafiksäkerhetsnivå som täta<br />
beläggningar är tills vidare bekräftad.<br />
• Hypotes<strong>en</strong> om att det inte är speciella problem med vinterunderhållet på<br />
beläggningar med finkornigt st<strong>en</strong>material i stadsområd<strong>en</strong> är till vidare<br />
bekräftad.<br />
• Det är efter två år inte möjligt att avgöra om hypotes<strong>en</strong> att livslängd<strong>en</strong> för<br />
<strong>en</strong> tvålagers dränkonstruktion i stadsmiljö är d<strong>en</strong>samma som för täta<br />
beläggningar.<br />
Fortsatt uppföljning kommer att göras under beläggningarnas hela livslängd.<br />
En ekonomisk värdering av olika bullerdämpande alternativ har också gjorts i<br />
rapport<strong>en</strong>. Tre olika trafikmiljöer har valts; stadsgata, ringväg och motorväg.<br />
Dessutom har tre bullerdämpande alternativ valts; dränbeläggning, bullerplank<br />
och fasadisolering.<br />
D<strong>en</strong> jämförande kostnadskalkyl<strong>en</strong> omfattande omkostnader för <strong>en</strong> period på<br />
30 år, omräknat till nuvärde. Omkostnaderna jämförs direkt som kostnad<strong>en</strong> per dB<br />
bullersänkning inomhus, per bostad samt reduktion av NEF, Noice Exposure<br />
Factor, som är <strong>en</strong> viktad summa av bostäder som utsätts för mycket hög bullernivå<br />
inomhus och utomhus. Vid <strong>en</strong> jämförelse av alla tre bullerreduceringsalternativ<br />
och de tre trafikmiljöerna är dränkonstruktion<strong>en</strong> betydligt billigare än bullerplank<br />
och fasadisolering. Kalkyl<strong>en</strong> förutsätter att d<strong>en</strong> övre dränbeläggning<strong>en</strong> uppnår<br />
7 års livslängd.<br />
VTI notat 26-2004 21
Dra<strong>en</strong>asfalt og trafiksikkerhed – et litteraturstudie<br />
Vejdirektoratet<br />
Notat nr 72, 2000<br />
Notatet innehåller <strong>en</strong> litteraturstudie om trafiksäkerhet, trafikantbete<strong>en</strong>de och<br />
vinterunderhåll med speciell fokus på dränasfalt.<br />
Olyckor:<br />
Det finns <strong>en</strong>dast ett fåtal olycksanalyser i samband med dränasfalt. Det som finns<br />
har gjorts i Frankrike, Nederländerna och Österrike.<br />
Undersökning<strong>en</strong> från Nederländerna är ”med/utan” undersökning baserat på<br />
262 km väg dränasfaltbeläggning och 3 674 km tät asfaltbetong på motorväg.<br />
Konklusion<strong>en</strong> är att det inte kan påvisas någon säkerhetsmässig skillnad mellan<br />
dränasfalt och tät asfalt, vark<strong>en</strong> på våt eller på torr väg.<br />
D<strong>en</strong> franska undersökning<strong>en</strong> bygger på <strong>en</strong> ”före/efter” studie av 550 km<br />
motorväg där det lagts dränasfalt. Det sammanlagda resultatet visar på 17 % fler<br />
personskadeolyckor i efterperiod<strong>en</strong>, dock med stor variation. Det är ca 25–30 %<br />
färre olyckor vid dåligt väder eller våt körbana, m<strong>en</strong> 23–26 % fler olyckor vid bra<br />
väder eller torr körbana. D<strong>en</strong> valda analysmetod<strong>en</strong> gör dock att resultatet inte kan<br />
användas direkt. I <strong>en</strong> tidigare fransk undersökning har man inte heller funnit<br />
någon nämnvärd skillnad i trafiksäkerhet mellan dränasfalt och tät beläggning.<br />
En förhållandevis <strong>en</strong>kel undersökning i Österrike har olycksfrekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong><br />
beräknats i <strong>en</strong> ”före/efter” studie efter läggning av dränasfalt på 40 km motorväg.<br />
Olycksfrekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong> vid vinterförhålland<strong>en</strong> samt våt vägbana sjönk efter åtgärd<strong>en</strong><br />
medan d<strong>en</strong> var oförändrad vid torr vägbana.<br />
G<strong>en</strong>omförda olycksanalyser visar att dränasfalt inte ger något <strong>en</strong>tydigt svar på<br />
om säkerhet<strong>en</strong> på dränasfalt skiljer sig från tät beläggning. Flera undersökningar<br />
visar att de positiva säkerhetsmässiga eg<strong>en</strong>skaper som dränasfalt, tekniskt sett, har<br />
uppvägts av att bilisterna kör <strong>for</strong>tare och ev<strong>en</strong>tuellt med kortare avstånd till andra<br />
bilar vilket gör att d<strong>en</strong> totala säkerhetsvinst<strong>en</strong> blir mindre än förväntat.<br />
22 VTI notat 26-2004
Belaegningsteknologi, stöj og to-lags dra<strong>en</strong>asfalt i Holland<br />
Noter fra <strong>en</strong> studietur i maj 1999<br />
Vejdirektoratet<br />
Notat 64, 1999<br />
D<strong>en</strong>na rapport innehåller noteringar från om holländska erfar<strong>en</strong>heter av finkorniga<br />
tvålagers dränbeläggningar med tonvikt på användning på stadsgator.<br />
Allmänna erfar<strong>en</strong>heter<br />
Ekonomi<br />
Experterna i Nederländerna hade på <strong>en</strong> giv<strong>en</strong> gatusträckning beräknat att<br />
kostnaderna för att minska bullret för bo<strong>en</strong>de g<strong>en</strong>om bullerskärmar och<br />
bullerdämpande fönster uppgick till ca 10 miljoner kronor. Extrakostnad<strong>en</strong> för<br />
anläggning av <strong>en</strong> tvålagers dränasfalt uppgick till bara 5 miljoner kronor. (Det<br />
verkar dock som man då <strong>en</strong>dast har tittat på investeringskostnad<strong>en</strong> och inte<br />
räknat med underhållskostnader under <strong>en</strong> längre tid, författar<strong>en</strong>s anm.).<br />
Användningsområde<br />
Det finns <strong>en</strong> begränsning för när <strong>en</strong> finkornig tvålagers dränkonstruktion kan<br />
användas. D<strong>en</strong> används i första hand på ”raksträckor”. D<strong>en</strong> är inte stark nog för<br />
att klara svängande trafik, speciellt inte från tunga <strong>for</strong>don. D<strong>en</strong> används därför<br />
inte heller vid trafikkorsningar, 15–20 meter framför och i korsning<strong>en</strong> används<br />
istället <strong>en</strong> tät asfaltbetong eller liknande.<br />
Keradrain blokke<br />
De keramiska Keradrain block<strong>en</strong> används i vägkant<strong>en</strong> för att säkra att regnvatt<strong>en</strong>,<br />
som har samlats i dränasfalt<strong>en</strong>s struktur, kan ledas bort från beläggning<strong>en</strong> till <strong>en</strong><br />
avloppsbrunn. Keradrain-block<strong>en</strong> kan förstöras av tung trafik t.ex. vid infarter till<br />
industrier eller sidovägar. För sådana förhålland<strong>en</strong> finns <strong>en</strong> polymerförstärkt<br />
betongversion till ett merpris på ca 10 %.<br />
Saltning<br />
Erfar<strong>en</strong>het<strong>en</strong> är att <strong>en</strong> del av saltet blir kvar i beläggningsytan då <strong>en</strong><br />
dränbeläggning med max 4 mm i st<strong>en</strong>storlek används. Därför har det inte varit<br />
några problem med att saltet leds iväg i situationer då prev<strong>en</strong>tiv saltning har<br />
tillämpats.<br />
Livslängd<br />
Livslängd<strong>en</strong> uppskattas till 7–10 år på <strong>en</strong> dränbeläggning med max 4 mm<br />
st<strong>en</strong>storlek, varefter resterna av detta övre lager kan fräsas bort. Det<br />
underliggande dränlagret r<strong>en</strong>sas noggrant g<strong>en</strong>om högtrycksspolning, varefter <strong>en</strong><br />
ny finkornig dränbeläggning läggs.<br />
VTI notat 26-2004 23
Ig<strong>en</strong>sättning<br />
Borrprover har tagits från <strong>en</strong> ig<strong>en</strong>satt tvålagers dränkonstruktion. Provkropparna<br />
värmdes till ca 80 ◦ C, varefter beläggning<strong>en</strong>s st<strong>en</strong>ar plockades bort <strong>en</strong> och <strong>en</strong>. Det<br />
syntes då tydligt att ig<strong>en</strong>sättning<strong>en</strong> <strong>en</strong>dast förkom i beläggning<strong>en</strong>s övre 1,5 cm.<br />
Därför är det viktigt att högtrycksr<strong>en</strong>sa just d<strong>en</strong> övre dränbeläggning<strong>en</strong>. Det är<br />
viktigt att d<strong>en</strong> övre finkorniga dränbeläggning<strong>en</strong> är så tunn som möjligt för det<br />
finns <strong>en</strong> begränsning för hur långt ned i beläggningskonstruktion<strong>en</strong> som<br />
högtrycksr<strong>en</strong>sning<strong>en</strong> har effekt.<br />
Erfar<strong>en</strong>het av drift och underhåll<br />
De erfar<strong>en</strong>heter som här resovisas kommer från stad<strong>en</strong> Breda i Nederländerna.<br />
Breda har de största erfar<strong>en</strong>heterna av finkorniga tvålagers dränbeläggningar.<br />
Användning<strong>en</strong> startade år 1990 och år 1999 hade ca 80 000 m 2 tvålagers<br />
dränasfalt, motsvarande ca 8 km väg lagts. Av bullerskäl planeras ytterligare<br />
20 km tvålagers dränasfalt läggas de närmaste år<strong>en</strong> efter 1999.<br />
Beläggningsarbetet<br />
I samband med utläggning av tvålagers dränasfalt på stadsgator görs normalt <strong>en</strong><br />
ombyggnad av hela gatukonstruktion<strong>en</strong>. Detta är nödvändigt eftersom d<strong>en</strong>na typ<br />
av dränkonstruktion kräver <strong>en</strong> tjocklek på 5–7 cm, vilket i stadsmiljö, är svårt att<br />
lägga ovanpå <strong>en</strong> befintlig beläggning.<br />
Försöksutläggning<br />
Innan utläggningsarbetet påbörjas bör <strong>en</strong> mindre testyta utföras under realistiska<br />
förhålland<strong>en</strong>. Detta för att se hur massan uppträder under läggning och vältning.<br />
För att göra d<strong>en</strong>na test så realistisk som möjligt bör beläggningsmassan lastas på<br />
<strong>en</strong> lastbil och köras runt i ungefär samma tid som vid d<strong>en</strong> riktiga läggning<strong>en</strong>.<br />
Detta gör för att kontrollera att ing<strong>en</strong> avrinning av bitum<strong>en</strong> sker under<br />
transport<strong>en</strong>.<br />
Livslängd<br />
Livslängd<strong>en</strong> uppskattas till 7–12 år på det övre lagret med dränasfalt (max<br />
st<strong>en</strong>storlek 4 mm). Därefter tas det övre lagret bort g<strong>en</strong>om fräsning och ersätts.<br />
Hållbarhet<strong>en</strong> blir bäst om gummimodifierat bitum<strong>en</strong> används.<br />
R<strong>en</strong>sning<br />
R<strong>en</strong>sning, eller tvättning, är mycket viktig för att bibehålla d<strong>en</strong> bullerreducerande<br />
effekt<strong>en</strong>. I tvålagers dränkonstruktioner med <strong>en</strong> finkornig dränasfalt i det övre<br />
lagret samlas smuts<strong>en</strong> <strong>en</strong>dast i det övre lagret varför det är tillräckligt att<br />
högtrycksspola till ett djup av 1,0–1,5 cm. På huvudvägar med <strong>en</strong> trafikmängd på<br />
10 000–15 000 <strong>for</strong>don per dygn räcker det med ett r<strong>en</strong>sningstillfälle per år. På<br />
stadsgator och vägar med mindre trafik bör r<strong>en</strong>sning<strong>en</strong> göras vid två tillfäll<strong>en</strong> per<br />
år. R<strong>en</strong>sning<strong>en</strong> bör då göras vid följande tidpunkter:<br />
• På höst<strong>en</strong> när alla blad fallit från träd<strong>en</strong><br />
• På vår<strong>en</strong> när vintern är över.<br />
24 VTI notat 26-2004
Miljöskadliga ämn<strong>en</strong><br />
Det material som tvättas ur beläggning<strong>en</strong> vid högtrycksspolning samlas upp. Vid<br />
analys av detta material visade det sig att det fanns <strong>en</strong> konc<strong>en</strong>tration av<br />
miljöskadliga ämn<strong>en</strong>. Det är därför mycket viktigt att <strong>en</strong> utrustning används som<br />
både spolar och samlar upp allt material, vilket annars leds ut i avloppssystem<br />
eller i natur<strong>en</strong>. Analyser av förekomst<strong>en</strong> av tungmetaller i vatt<strong>en</strong> från <strong>en</strong><br />
dränasfalt respektive tät beläggning har g<strong>en</strong>omförts. D<strong>en</strong> visade att innehållet av<br />
tungmetaller var markant mindre i vattnet från dränasfalt. Detta indikerar att<br />
dränasfalt medverkar till att binda miljöskadliga tungmetaller.<br />
Reparationer<br />
Om det företas mindre lokala uppgrävningar på vägar med tvålagers dränasfalt<br />
ersätts dränbeläggning<strong>en</strong> vanligtvis med <strong>en</strong> tät asfaltbetong. Om det är större<br />
lagningar återställs beläggning<strong>en</strong> dock med dränasfalt.<br />
Material och sammansättning:<br />
Dränmassan skall ha <strong>en</strong> hög bindemedelshalt, 6–7 vol-%, och bitum<strong>en</strong>et skall vara<br />
modifierat med gummigranulat eller SBS.<br />
Lagret under konstruktion<strong>en</strong> med två lager dränasfalt skall vara helt vatt<strong>en</strong>tätt<br />
och ha god avrinning så inte vattnet tränger ned i de obunda lagr<strong>en</strong>.<br />
Dränbeläggningarna skall packas i varmt tillstånd. Det är också viktigt att se<br />
till att inte materialet klibbar fast på vält<strong>en</strong>s valsar.<br />
Om det är möjligt utläggs de två lagr<strong>en</strong> med dränasfalt samma dag.<br />
Utläggning<strong>en</strong> skall göras med asfaltläggare, handläggning reducerar hållbarhet<strong>en</strong><br />
avsevärt.<br />
Utläggning av dränasfalt är komplicerat varför utläggningspersonal<strong>en</strong> skall<br />
vara kvalificerad och ha fått grundliga instruktioner.<br />
Det undre lagret med dränasfalt skall vara helt plant bero<strong>en</strong>de på att det övre,<br />
mycket tunna lagret inte kan utjämna ojämnheter.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong> bör utläggas i det allra sista mom<strong>en</strong>tet av vägarbetet för att<br />
undvika att d<strong>en</strong> belastas av tunga, svängande arbetsmaskiner och lastbilar.<br />
VTI notat 26-2004 25
SILVIA – Sustainable Road Surfaces <strong>for</strong> Traffic Noise<br />
Control<br />
RTD Project: Competetive and sustainable growth (GROWTH) programme of<br />
the European Commission.<br />
Höst<strong>en</strong> 2002 startades ett nytt EU-projekt med ett seminarium i London där <strong>en</strong><br />
refer<strong>en</strong>sgrupp bildades. Projektets mål är att förse beslutsfattare med lämpliga<br />
verktyg för att förbättra möjligheterna att kontrollera och planera trafikbullersituation<strong>en</strong>.<br />
Projektet är uppdelat i sex delprojekt, varav det största handlar om<br />
bullerreducerande beläggningar. Redan idag finns ett stort behov efter<br />
bullerdämpande beläggningar. Alternativt med bullervallar eller bullerplank tar<br />
inte bort bullret utan riktar det bara åt ett annat håll, så att de närbo<strong>en</strong>de inte skall<br />
bli störda. Enligt Naturvårdsverket definieras ljud som är högre än 55 dB, uppmätt<br />
vid husfasad<strong>en</strong>, som buller.<br />
I slutet av juni 2002 antog EU ett bullerdirektiv (2002/49/EG). Direktivet<br />
medför att medlemsstaterna börjar arbeta mer aktivt med bullerfrågor, bland annat<br />
g<strong>en</strong>om att upprätta strategiska bullerkartor och handlingsplaner för buller.<br />
Det av EU delfinansierade <strong>for</strong>skningsprojektet Sil<strong>en</strong>de Via (SILVIA) är<br />
treårigt och omfattar deltagare från ett femtontal universitet och <strong>for</strong>skningsinstitut<br />
i Europa. Skanska från Sverige deltar som <strong>en</strong>da väg<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ör i projektet. Från<br />
Sverige deltar äv<strong>en</strong> Väg- och transport<strong>for</strong>skningsinstitutet (VTI).<br />
SILVIA-projektet omfattar allt från att fastställa mätmetoder och nivågränser<br />
för buller, till hur buller kan byggas bort med hjälp av olika beläggningstyper,<br />
bullerplank, bullervallar, fasadisolering m.m. Arbetet fokuserar på såväl tekniska<br />
och miljömässiga som ekonomiska aspekter kring trafikbuller. Bland annat<br />
kommer livscykelanalyser att g<strong>en</strong>omföras av några utvalda bullerreducerande<br />
åtgärder.<br />
Projektet är uppdelat i sex delprojekt varav det största handlar om bullerreducerande<br />
beläggningar. De bullerreducerande beläggningstyper som kommer<br />
att studeras är dränerade asfaltbeläggningar, kompaktasfalt, tunnskiktsasfalt, porelastisk<br />
asfalt (inblandning av gummi) samt dränerande cem<strong>en</strong>tbetong.<br />
Undersökning<strong>en</strong> av de bullerreducerande beläggningarna kommer att innebära<br />
att ett antal längre provsträckor byggs.<br />
26 VTI notat 26-2004
Porous asphalt<br />
PIARC TECHNICAL COMMITTEE ON FLEXIBLE ROADS<br />
PIARC TECHNICAL COMMITTEE ON SURFACE CHARACTERISTICS<br />
De första försök<strong>en</strong> med dränasfalt g<strong>en</strong>omfördes för minst trettio år sedan. De<br />
s<strong>en</strong>aste tio år<strong>en</strong> (1983–1993) har användning<strong>en</strong> av dränasfalt ökat mycket snabbt i<br />
vissa europeiska länder och används idag som <strong>en</strong> etablerad underhållsåtgärd på<br />
det högtrafikerade vägnätet. I vissa länder föreskrivs användning av dränasfalt på<br />
vägar med <strong>en</strong> viss trafikmängd. I många andra länder har användning<strong>en</strong> varit<br />
måttlig och i några länder har användning<strong>en</strong> minskat.<br />
På s<strong>en</strong>are år har beläggningstyp<strong>en</strong> utvecklats med hjälp av ny sammansättning,<br />
nya modifierade bindemedel och ett antal olika tillsatsmedel. Detta har medfört att<br />
de nya dränbeläggningarna är mer hållbara och visar bättre motstånd mot<br />
spårbildning.<br />
I d<strong>en</strong>na rapport, som är mycket omfattande, behandlas bland annat följande<br />
frågeställningar:<br />
• hur skall dränasfalt designas och utföras för att målet för bullerreducering<br />
skall uppnås?<br />
• hur länge kan de positiva funktionella eg<strong>en</strong>skaperna hos dränasfalt<br />
bibehållas på <strong>en</strong> acceptabel nivå?<br />
• hur skall dränasfalt underhållas vintertid, minska ig<strong>en</strong>sättning av porerna<br />
samt hur skall mindre lagningar utföras?<br />
Rapport<strong>en</strong> grundas på material från <strong>en</strong> workshop varefter PIARCs tekniska<br />
kommittéer för flexibla beläggningar respektive yteg<strong>en</strong>skaper har utarbetat<br />
rapport<strong>en</strong>. Detta referat inriktas huvudsaklig<strong>en</strong> mot frågeställningar kring<br />
beständighet och hållbarhet.<br />
Bindemedel och bindemedelstillsatser<br />
Det är allmänt känt att dränbeläggning<strong>en</strong> utsätts för påverkan av luft och vatt<strong>en</strong><br />
vilket leder till problem med vidhäftning och åldring av bindemedlet. En lösning<br />
på dessa problem är att öka mängd<strong>en</strong> bindemedel för att få ett tjockare<br />
bitum<strong>en</strong>skikt på st<strong>en</strong>arna. D<strong>en</strong>na möjlighet är dock begränsad för att uppnå<br />
tillräckligt kommunicerande hålrum i beläggning<strong>en</strong>. Med för hög bindemedelshalt<br />
uppstår också risk för bindemedelsavrinning under tillverkning, transport,<br />
utläggning och vältning.<br />
För att finna ett bindemedel, som har god ”klibbförmåga” både i varmt och<br />
kallt tillstånd, har studier gjorts av effekt<strong>en</strong> av olika tillsatser som mineralfiber<br />
som organiska fiber. En fiber som ur teknisk synpunkt är bra asbestfibrer m<strong>en</strong> d<strong>en</strong><br />
typ<strong>en</strong> av fiber är av hälsoskäl förbjud<strong>en</strong> att använda i många länder. Mängd<strong>en</strong><br />
mineralfiber som tillsätts dränmassan är 1–1,5 vikt-%.<br />
Cellulosafiber, som bland annat, används i Belgi<strong>en</strong> och där <strong>en</strong> undersökning<br />
gjorts med avse<strong>en</strong>de på risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning. Resultatet från två olika<br />
avrinningstester har visat att mängd<strong>en</strong> cellulosafiber bör vara 0,3–0,5 vikt-% (av<br />
st<strong>en</strong>materialets vikt).<br />
VTI notat 26-2004 27
Modifierat bitum<strong>en</strong><br />
Det är mycket angeläget att skapa tjocka bindemedelsskikt på st<strong>en</strong>materialet för<br />
att motstå bitum<strong>en</strong>ets åldring bättre. Detta måste göras så att dränbeläggning<strong>en</strong><br />
inte de<strong>for</strong>meras av trafik<strong>en</strong> vid värme eller st<strong>en</strong>lossning vid kyla. Modifierat<br />
bitum<strong>en</strong> är därför <strong>en</strong> intressant möjlig lösning g<strong>en</strong>om polymertillsats i bitum<strong>en</strong>et.<br />
Det finns <strong>en</strong> mängd olika modifieringar och de delas in i två grupper:<br />
• bitum<strong>en</strong> modifierat med nya polymerer<br />
• bitum<strong>en</strong> modifierat med återvunna polymerer<br />
Bitum<strong>en</strong> med nya polymerer<br />
De som särskilt skall uppmärksammas är elastomerer och plastomerer. Det finns<br />
<strong>en</strong> mängd olika typer av polymerer och utan att göra anspråk på att omfatta alla<br />
nämns här de viktigaste; SBS, EVA, EPDM, SB, SBR, APP, PE m.m. Dessutom<br />
används gummipulver som tillsätts direkt i blandar<strong>en</strong>. Modifierat bitum<strong>en</strong><br />
tillverkas vanlig<strong>en</strong> vid raffinaderier eller speciella fabriker m<strong>en</strong> kan också göras<br />
vid asfaltverket.<br />
Bitum<strong>en</strong> med återvunna polymerer<br />
D<strong>en</strong>na typ av bitum<strong>en</strong> är ofta <strong>en</strong> blandning av 78–80 % av p<strong>en</strong> 80/100 bitum<strong>en</strong>,<br />
3 % aromatisk olja och 10–20 % gummipulver som återvunnits från gamla<br />
bildäck. Bitum<strong>en</strong>et tillverkas i <strong>en</strong> speciell tank i närhet<strong>en</strong> av ett asfaltverk.<br />
Tillverkning<strong>en</strong> av bitum<strong>en</strong>et tar ca två timmar och omfattar svällning och<br />
devulkanisering av gummipartiklarna. D<strong>en</strong> slutliga viskositet<strong>en</strong> är mycket hög,<br />
ungefär 10 poises vid 205 ◦ C.<br />
Bitum<strong>en</strong> med återvunnet gummi, vanlig<strong>en</strong> kallat RA (rubberized asphalt),<br />
utvecklades i USA strax före år 1970. Process<strong>en</strong> introducerades i Belgi<strong>en</strong> år 1980.<br />
Sedan dess har produkt<strong>en</strong> studerats och utvecklats både i Europa och i övriga<br />
värld<strong>en</strong>.<br />
Massasammansättning<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s sammansättning med <strong>en</strong> mycket stor andel st<strong>en</strong> >2–3 mm och ett<br />
st<strong>en</strong>skelett gör att traditionella proportioneringsmetoder, som tagits fram för täta<br />
beläggningar, inte fungerar på dränasfalt. Följaktlig<strong>en</strong> måste nya metoder<br />
utvecklas för att på laboratori<strong>en</strong>ivå kontrollera om dränasfaltbeläggning<strong>en</strong><br />
kommer att motsvara de krav som ställs. Ett steg var att utnyttja Los Angeles<br />
testet som ursprunglig<strong>en</strong> tagits fram för att testa st<strong>en</strong>materials slitstyrka. Istället<br />
för st<strong>en</strong>ar tillverkades marshallprovkroppar av dränasfalt varefter de roterade,<br />
tillsammans med stålkulor, i <strong>en</strong> trumma i 300 varv i vatt<strong>en</strong> med <strong>en</strong> temperatur av<br />
18 ◦ C eller 25 ◦ C. Provkropparna vägdes före och efter testet. Idag (1993)<br />
accepteras <strong>en</strong> viktförlust mindre än 30 % vid provning i 18 ◦ C, respektive 25 % vid<br />
25 ◦ C.<br />
Ett stort antal länder använder d<strong>en</strong>na metod för att fastställa d<strong>en</strong> lägsta möjliga<br />
bindemedelshalt<strong>en</strong>. D<strong>en</strong> högsta möjliga bindemedelshalt<strong>en</strong> bestäms <strong>en</strong>ligt två<br />
kriterier; det lägsta acceptabla hålrummet och risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning.<br />
28 VTI notat 26-2004
Långtidsfunktion på väg<strong>en</strong><br />
Om dränmassan är rätt proportionerad visar praktiska erfar<strong>en</strong>heter att inga<br />
de<strong>for</strong>mationsspår skapas äv<strong>en</strong> under förhålland<strong>en</strong> med hög andel tung trafik.<br />
Detta beror på det st<strong>en</strong>skelettet som låser st<strong>en</strong>arnas inbördes läge.<br />
Porositet<br />
D<strong>en</strong>na parameter kan kontrolleras g<strong>en</strong>om permeabilitetsmätningar på väg<strong>en</strong> eller<br />
på borrade provkroppar i laboratoriet, då både hålrum och permeabilitet kan<br />
kontrolleras.<br />
Minskad porositet kan bero på efterpackning av dränmassan, om d<strong>en</strong> inte är<br />
korrekt proportionerad, m<strong>en</strong> det är betydligt vanligare att damm och smuts sätter<br />
ig<strong>en</strong> porerna.<br />
Det är <strong>en</strong> fördel om hålrummet då dränbeläggning<strong>en</strong> är ligger relativt högt,<br />
minst 20 %. Det innebär att <strong>en</strong>dast 15 % tillåts passera 2 mm sikt<strong>en</strong>.<br />
Mekaniska eg<strong>en</strong>skaper<br />
När dränasfalt läggs på <strong>en</strong> vägkonstruktion med goda strukturella eg<strong>en</strong>skaper<br />
uppvisar dränasfalt inga skador eller defekter som kan bero på mekanisk<br />
utmattning.<br />
Bero<strong>en</strong>de på det höga hålrummet och de öppna porerna ställs ofta frågan om<br />
risk<strong>en</strong> för st<strong>en</strong>släpp på grund av otillräcklig vidhäftning. Detta händer dock<br />
mycket sällan utan det är snarare bitum<strong>en</strong>ets åldring som efter <strong>en</strong> relativt lång tid<br />
gör att st<strong>en</strong>ar släpper från ytan. Om dränbeläggning<strong>en</strong> är rätt utförd med <strong>en</strong><br />
homog<strong>en</strong> dränbeläggning med tjocka bindemedelsskikt kan livslängd<strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt<br />
erfar<strong>en</strong>heter från Nederländerna bli ca 10 år jämfört med täta beläggningar som<br />
normalt blir ca 12 år. D<strong>en</strong>na livslängd motsvarar d<strong>en</strong> tid det tar till dränbeläggning<strong>en</strong><br />
börjar släppa st<strong>en</strong> och falla sönder. Livslängd<strong>en</strong> mätt i <strong>for</strong>m av<br />
funktionseg<strong>en</strong>skaper som bullerreducering och permeabilitet är betydligt kortare.<br />
Konklusioner av rapport<strong>en</strong>s innehåll<br />
• Dränasfalt påverkar trafiksäkerhet<strong>en</strong> positivt g<strong>en</strong>om att minska risk<strong>en</strong> för<br />
vatt<strong>en</strong>planing, bra friktion vid regnväder, mindre sprut och stänk från framför<br />
allt tunga <strong>for</strong>don, bättre ljusreflektionseg<strong>en</strong>skaper vid mörker och regn.<br />
• Dränasfalt ger också positiva effekter på miljön g<strong>en</strong>om <strong>en</strong> bullerreduktion på<br />
mellan 3 dB jämfört med tät asfaltbeläggning och 7 dB jämfört med cem<strong>en</strong>tbetongbeläggning.<br />
Rullmotståndet är lägre och trafikanterna upplever <strong>en</strong> klart<br />
bättre åkkom<strong>for</strong>t med dränasfalt.<br />
• Dränasfalt för med sig ett antal nackdelar också, som högre produktionskostnad,<br />
kortare livslängd och dyrare underhåll jämfört med konv<strong>en</strong>tionell tät<br />
asfaltbeläggning.<br />
D<strong>en</strong> högre produktionskostnad<strong>en</strong> beror bland annat på kravet på ett högkvalitativt<br />
st<strong>en</strong>material med stor andel grov st<strong>en</strong> samt bitum<strong>en</strong> som kräver någon <strong>for</strong>m av<br />
modifiering. Dränasfalt kräver också ett tätt, jämnt underlag med god avrinning<br />
vilket ofta medför att två beläggningslager måste utföras.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s livslängd är i regel kortare än tät asfaltbeläggning. Det<br />
diskuteras ofta vad som m<strong>en</strong>as med dränasfalt<strong>en</strong>s livslängd. Är det tid<strong>en</strong> fram till<br />
VTI notat 26-2004 29
de väs<strong>en</strong>tliga funktionerna slutar fungera på grund av ig<strong>en</strong>sättning eller är det<br />
tid<strong>en</strong> fram till bitum<strong>en</strong>et hårdnat så mycket att st<strong>en</strong>ar börjar lossna från<br />
beläggningsytan?<br />
Underhållskostnaderna blir dyrare bero<strong>en</strong>de på högtrycksr<strong>en</strong>göring<br />
(1–2 ggr/år), vinterunderhåll samt smärre lappningar och lagningar.<br />
30 VTI notat 26-2004
Off<strong>en</strong>porige Asphaltdeckschicht<strong>en</strong> aus Außerortsstraß<strong>en</strong><br />
Berichte der Bundesanstalt für Straß<strong>en</strong>wes<strong>en</strong><br />
Straß<strong>en</strong>bau Heft S 12, 1996<br />
De <strong>for</strong>skningsresultat som pres<strong>en</strong>teras i d<strong>en</strong>na rapport är resultatet av <strong>for</strong>skning<br />
rörande dränasfalt på landsbygdsvägar och motorvägar under år<strong>en</strong> 1986 och 1993.<br />
Inom ram<strong>en</strong> för d<strong>en</strong>na <strong>for</strong>skning provades beläggningstjocklek, bindemedelstyper,<br />
bindemedelsmängder, tillsatser, st<strong>en</strong>storlekar, massasammansättning och hålrumshalter.<br />
Tillståndsförändringar och förändring i bullerreduktion<strong>en</strong> bevakades och<br />
mättes. Erfar<strong>en</strong>heterna kan sammanfattas <strong>en</strong>ligt följande:<br />
Bullerreducering<br />
I nytillstånd reducerar dränbeläggningar, med största st<strong>en</strong>storlek 11 mm, bullret<br />
med ca 3 dB jämfört med <strong>en</strong> tät asfaltbetong med samma st<strong>en</strong>storlek. Dränasfalt<br />
med 8 mm som största st<strong>en</strong>storlek reducerar bullret med ca 5 dB.<br />
För att dränasfalt<strong>en</strong>, ur bullersynpunkt, skall vara så effektiv som möjligt ska<br />
d<strong>en</strong> ha högt hålrum och lit<strong>en</strong> största st<strong>en</strong>storlek. Beläggningstjocklek<strong>en</strong> bör vara<br />
mellan 3 cm och 6 cm.<br />
Bullerreduktion<strong>en</strong> vid nytillstånd ligger kvar på d<strong>en</strong> nivån i ca två år sedan<br />
stiger bullernivån. Efter fem till sex år är bullernivån d<strong>en</strong>samma som <strong>en</strong> tät<br />
asfaltbetong med samma st<strong>en</strong>storlek.<br />
Samband mellan teknisk livslängd, hålrumshalt och bullerreduktion<br />
En totalbedömning av resultat<strong>en</strong> visar tydligt på samband mellan hålrumshalt,<br />
bullerreduktion och teknisk livslängd. Ett flertal dränasfaltbeläggningar, särskilt<br />
de med 8 mm som största st<strong>en</strong> och <strong>en</strong> hålrumshalt större än 20 vol-%, uppvisade<br />
till <strong>en</strong> början större bullerreduktion m<strong>en</strong> <strong>en</strong> kortare teknisk livslängd.<br />
Dränbeläggningar med st<strong>en</strong>storlek 16 mm och hålrumshalt mindre är 15 vol-%<br />
uppvisade sämre bullerreduktion m<strong>en</strong> <strong>en</strong> bättre teknisk livslängd. Följande<br />
klassificering av de olika provsträckorna har gjorts:<br />
• I grupp 1 finns dränasfaltbeläggningar med hålrumshalt 15–18 vol-% och<br />
största st<strong>en</strong>storlek mellan 11 och 16 mm. Bullerreduktion är inte så bra, d<strong>en</strong><br />
tekniska livslängd<strong>en</strong> är dock bra.<br />
• I grupp 2 hade dränbeläggningarna 17–20 vol-% i hålrumshalt. Bullerreduktion<strong>en</strong><br />
är knappast tillräcklig, d<strong>en</strong> tekniska livslängd<strong>en</strong> är tillgodosedd.<br />
• I grupp 3 finns dränbeläggningar med hålrumshalt >20 vol-% och st<strong>en</strong>storlek<br />
8–11 mm. Bullerreduktion<strong>en</strong> är i början bra och äv<strong>en</strong> d<strong>en</strong> tekniska livslängd<strong>en</strong><br />
är tillräckligt lång.<br />
Äv<strong>en</strong> om dränbeläggning<strong>en</strong> sätts ig<strong>en</strong> och tappar sina utmärkande funktionseg<strong>en</strong>skaper<br />
kan beläggning<strong>en</strong> <strong>for</strong>tsatt trafikeras. D<strong>en</strong> tekniska livslängd<strong>en</strong> tar slut<br />
då bitum<strong>en</strong>et har åldrats så att st<strong>en</strong>ar släpper från beläggning<strong>en</strong>.<br />
VTI notat 26-2004 31
Vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet och friktion<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s inre vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet var i samtliga fall bra vid nytillstånd.<br />
Efter två till tre år togs prov på ett flertal av dränasfaltbeläggningarna. Det visade<br />
sig att vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet<strong>en</strong> varierade mycket i olika punkter tvärs väg<strong>en</strong>.<br />
Friktion<strong>en</strong> steg under de första år<strong>en</strong> efter trafik<strong>en</strong> släpptes på och planade<br />
därefter ut.<br />
32 VTI notat 26-2004
Optimierung und Qualitätssicherung off<strong>en</strong>poriger<br />
Asphaltdeckschicht<strong>en</strong><br />
Forschung Straß<strong>en</strong>bau und Straß<strong>en</strong>verkehrstechnik, Heft 765, 1999.<br />
Herausgegeb<strong>en</strong> vom Bundesministerium für Verkehr, Bau- und<br />
Wohnungswes<strong>en</strong>.<br />
Optimering och kvalitetssäkring av dränasfaltbeläggningar<br />
I Tyskland används dränasfalt för att minska risk<strong>en</strong> för vatt<strong>en</strong>planing, minska<br />
risk<strong>en</strong> för sprut och stänk, minska risk<strong>en</strong> för bländning vid mörker och regn samt<br />
för att minska trafikbullret. Dessutom upplever trafikanterna <strong>en</strong> mycket behaglig<br />
kom<strong>for</strong>t.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s funktion bygger på att d<strong>en</strong> ska ha största möjliga volym med<br />
kommunicerande hålrum i d<strong>en</strong> färdiga beläggning<strong>en</strong>. Enligt nyliga studier skall<br />
dränasfaltbeläggning<strong>en</strong> efter utläggning och packning uppvisa ett hålrum, som<br />
skall fungera under så lång tid som möjligt, som uppgår till minst 22 vol-% så att<br />
bullerreduktion<strong>en</strong> behålls under beläggning<strong>en</strong>s servicelivslängd.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s eg<strong>en</strong>skaper beträffande bullerreduktion och servicelivslängd står<br />
i konflikt med varandra efter som höga hålrum är <strong>en</strong> fördel ur bullersynpunkt m<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> nackdel eftersom det också möjliggör tillträde av luft och vatt<strong>en</strong>. Båda dessa<br />
ämn<strong>en</strong> är mer eller mindre skadliga för asfalt.<br />
Ansträngningarna för att optimera sammansättning<strong>en</strong> av dränasfaltmassan<br />
konc<strong>en</strong>treras därför till att uppnå högsta möjliga hålrum och längsta möjliga<br />
servicelivslängd. Detta låter sig <strong>en</strong>dast göras om de material som används väljs ut<br />
mycket noggrant för det ändamål de skall användas till och om korngradering<strong>en</strong><br />
och bindemedelshalt<strong>en</strong> har anpassats till varandra.<br />
St<strong>en</strong>materialet måste uppvisa <strong>en</strong> korrekt <strong>for</strong>m och ha mycket starka kanter<br />
eftersom st<strong>en</strong>skelettet annars kan brytas ned av d<strong>en</strong> tunga trafik<strong>en</strong> med<br />
de<strong>for</strong>mation som följd. Det måste också vara starkt med stor mikro<strong>text</strong>ur och vara<br />
poleringsbeständigt.<br />
Bindemedlet måste vara resist<strong>en</strong>t mot åldring och kyla samt ha <strong>en</strong> god<br />
vidhäftningsförmåga till det använda st<strong>en</strong>materialet under beläggning<strong>en</strong>s hela<br />
livslängd.<br />
De vägsträckor som belagts med dränasfalt sedan 1986 har systematiskt följts<br />
upp av det federala <strong>for</strong>skningsinstitutet (Federal Highway Research Institute).<br />
Efter ett antal år utvärderades sträckorna med avse<strong>en</strong>de på återstå<strong>en</strong>de<br />
bullerreducerande förmåga och till servicelivslängd<strong>en</strong>. På basis av erfar<strong>en</strong>heterna<br />
av d<strong>en</strong> gamla g<strong>en</strong>eration<strong>en</strong>s dränbeläggningar var det möjligt att skissa på design<br />
och byggande av <strong>en</strong> ny g<strong>en</strong>eration dränasfaltbeläggningar. Nya specifikationer<br />
testades på <strong>en</strong> väg mellan Hannover och Helmstedt. Dränasfaltsträckorna<br />
dokum<strong>en</strong>terades så komplett som möjligt med avse<strong>en</strong>de på dränmassornas<br />
eg<strong>en</strong>skaper. Grund<strong>en</strong> var därmed lagd för <strong>en</strong> kontinuerlig uppföljning av vägytan<br />
och bullereg<strong>en</strong>skaperna över <strong>en</strong> längre period. Forskningsprojektet var tänkt att<br />
bidra med underlag för optimering<strong>en</strong> och kvalitetssäkring<strong>en</strong> av dränasfalt.<br />
Under uppföljningsperiod<strong>en</strong> utfördes fjorton olika sammansättningar av<br />
dränasfaltbeläggningar. Sju olika typer av polymer-modifierade bitum<strong>en</strong> och fyra<br />
olika typer av st<strong>en</strong>material med följande förutsättningar:<br />
VTI notat 26-2004 33
• Valet av bitum<strong>en</strong> lämnades till anbudslämnarna<br />
• Högst 8 % av st<strong>en</strong>materialet tilläts ha <strong>en</strong> oönskad partikel<strong>for</strong>m<br />
• St<strong>en</strong>materialets resist<strong>en</strong>s mot polering fick inte understiga PSV=55<br />
• Bindemedelshalt<strong>en</strong> måste vara minst 6,5 vikt-%<br />
• Asfaltmassan måste optimeras på sådant sätt att ett hålrum >22 vol-% kunde<br />
uppnås i d<strong>en</strong> färdigpackade beläggning. Packningsgrad<strong>en</strong> skulle då vara<br />
minst 97 %.<br />
Resultat från projektet<br />
Först av allt kan slutsats<strong>en</strong> dras att det är fullt möjligt att tillverka<br />
dränasfaltbeläggningar med hålrum >22 vol-% <strong>en</strong>ligt d<strong>en</strong> specifikation som gällde<br />
för projektet.<br />
Valet av bindemedlets hårdhet kan optimeras efter kravet på vilka eg<strong>en</strong>skaper<br />
hos dränasfalt<strong>en</strong> som skall prioriteras. Inte bara olika typer av specialbindemedel<br />
(med R&B, kula&ring, mellan 55 ◦ C och 85 ◦ C) utan också olika typer av<br />
polymermodifierade bindemedel. Som regel var åldringsbeständighet<strong>en</strong> bättre hos<br />
specialbindemedl<strong>en</strong> jämfört med polymermodifierade bindemedel.<br />
Ett framstå<strong>en</strong>de känneteck<strong>en</strong> är förändring<strong>en</strong> i duktilitet vilk<strong>en</strong> orsakas av <strong>en</strong><br />
kombination av oxidering och temperatur. Det finns vissa bindemedel som<br />
behåller sin duktilitet efter åldring och vissa som <strong>en</strong>dast förändras något litet. De<br />
bindemedel som behåller duktilitet<strong>en</strong> under lång tid föredras naturligtvis för att<br />
uppnå <strong>en</strong> lång servicelivslängd.<br />
Testerna för åldring av bitum<strong>en</strong>, DIN 52016 eller RTFOT, resulterar i samma<br />
värdering av bindemedl<strong>en</strong>s åldring.<br />
Undersökningar har visat att under- och överkorn i fraktionerna har samma<br />
negativa effekt på hålrummet som st<strong>en</strong>material med felaktig <strong>for</strong>m. Partikel<strong>for</strong>mstester<br />
har visat att det är möjligt för st<strong>en</strong>leverantörer att leverera<br />
st<strong>en</strong>material i önskad <strong>for</strong>m och med max 8 % material utanför fraktionsgränserna.<br />
Vidhäftningsundersökningar avslöjar att ökande bindemedelshalt har positiv<br />
effekt på vidhäftning<strong>en</strong>.<br />
Problem med bindemedelsavrinning uppstod inte i någon av dränmassorna.<br />
Med alla typer av bindemedel som ingick i försöket var det ändå möjligt att<br />
tillverka massor med d<strong>en</strong> relativt höga bindemedelshalt<strong>en</strong> 6,5 vikt-% med tillsats<br />
av organiska fibrer, 0,5–0,6 vikt-%.<br />
Under packning av dränmassan var det <strong>en</strong> markant nedkrossning av<br />
st<strong>en</strong>materialet. I <strong>en</strong> typ av dränasfalt reducerades partiklarna i 5/8 mm fraktion<strong>en</strong><br />
med 10 vikt-% vid marshallpackning, 2*50 slag. När samma dränmassa packades<br />
på väg<strong>en</strong> uppstod inte alls samma nedkrossning förmodlig<strong>en</strong> bero<strong>en</strong>de på <strong>en</strong><br />
annan partikelori<strong>en</strong>tering under vältning.<br />
Jämförande undersökningar och känslighetsanalyser av skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> eller<br />
hålrumshalt<strong>en</strong> bestämda på marshallprovkroppar och borrprov har visat att<br />
skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> kan bestämmas g<strong>en</strong>om geometrisk mätning av provkropparna,<br />
<strong>en</strong>ligt DIN 1996 del 7.<br />
Hålrumshalt<strong>en</strong> får absolut inte regleras g<strong>en</strong>om att minska packningsgrad<strong>en</strong>. En<br />
metod för att fastställa sambandet mellan packningsgrad<strong>en</strong> och hålrumshalt<strong>en</strong> i <strong>en</strong><br />
dränasfalt har utvecklats. Om dränasfalt<strong>en</strong> har <strong>en</strong> bra sammansättning så sjunker<br />
34 VTI notat 26-2004
inte hålrumshalt<strong>en</strong> under 22 vol-% äv<strong>en</strong> om packningsgrad<strong>en</strong> är mycket hög, till<br />
och med högre än 100 %. Å andra sidan, om dränasfalt<strong>en</strong> har <strong>en</strong> dålig sammansättning,<br />
kan <strong>en</strong> hålrumshalt på 22 vol-% <strong>en</strong>dast uppnås med <strong>en</strong> lägre<br />
packningsgrad än 97 %.<br />
Om packningsfunktion<strong>en</strong> är känd för <strong>en</strong> specifik dränmassa är det också<br />
möjligt, redan vid designarbetet på laboratoriet, att bedöma interaktion<strong>en</strong> mellan<br />
bindemedlets viskositet, dränmassans sammansättning och packningstemperatur<strong>en</strong><br />
och deras inverkan på packningsarbetet. Om dränmassan är mindre<br />
temperaturkänslig så har <strong>en</strong> temperaturminskning i packningstemperatur<strong>en</strong> från<br />
t.ex. 150 ◦ C till 135 ◦ C <strong>en</strong> mycket lit<strong>en</strong> påverkan på d<strong>en</strong> packning som krävs, vilket<br />
gör dränmassan relativt lättpackad. Å andra sidan, om dränmassan är temperaturkänslig<br />
så måste d<strong>en</strong> packas med vältar i betydligt högre grad, speciellt vid dåliga<br />
väderförhålland<strong>en</strong>.<br />
Undersökning<strong>en</strong> av sambandet mellan packningsgrad<strong>en</strong> och spårdjupet vid s.k.<br />
wheel-tracking test visar att spårdjupet blir större ju lägre packningsgrad<strong>en</strong> är. Om<br />
d<strong>en</strong> uppnådda packningsgrad<strong>en</strong> är 97 % höjs till mer än 100 % så reduceras<br />
spårdjupet med mer än hälft<strong>en</strong> på de dränasfaltmassor som ingick i undersökning<strong>en</strong>.<br />
Asfaltverk med satsblandning eller trumblandning (kontinuerlig blandning)<br />
tillverkar dränasfalt med samma noggrannhet på <strong>en</strong> hög nivå. Variation<strong>en</strong> i<br />
bindemedelshalt ligger väl inom specifikationerna i ZTV Asphalt-StB 94.<br />
Variation<strong>en</strong> i halterna för filler, sand och grövre st<strong>en</strong> är också med god marginal<br />
inom specifikationerna. D<strong>en</strong> systematiska jämförels<strong>en</strong> av de asfalttekniska<br />
eg<strong>en</strong>skaperna mellan dränmassor tillverkade i satsverk och trumblandningsverk<br />
visar inte heller någon skillnad.<br />
Konklusioner<br />
Följande praktiska slutsatser kan dras från resultat<strong>en</strong> av dessa undersökningar:<br />
• Inom ram<strong>en</strong> för specifikationerna för sammansättning av dränasfaltmassan är<br />
det möjligt att tillverka dränasfaltbeläggningar med <strong>en</strong> hålrumshalt över<br />
22 vol-%.<br />
• Kornstorleksfördelning<strong>en</strong> och partikel<strong>for</strong>m<strong>en</strong> på st<strong>en</strong>materialet har <strong>en</strong><br />
avgörande betydelse för hålrumshalt<strong>en</strong>.<br />
• Höga bindemedelshalter har <strong>en</strong> positiv effekt på vidhäftningsförmågan.<br />
• Hålrumshalt<strong>en</strong> får på inga villkor styras g<strong>en</strong>om minskat packningsarbete.<br />
• Hög packningsgrad har <strong>en</strong> positiv effekt på låsning<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>skelettet och<br />
spårbildning<strong>en</strong> i Wheel-Tracking testet.<br />
• Sambandet mellan packningsgrad<strong>en</strong> och hålrumshalt<strong>en</strong> såväl som mellan<br />
packningstemperatur<strong>en</strong> och d<strong>en</strong> uppnådda packningsgrad<strong>en</strong> måste bedömas<br />
redan vid designarbetet (sammansättning<strong>en</strong>) i laboratoriet.<br />
• Tillverkning av dränasfaltmassor i satsverk och trumblandningsverk ger<br />
dränmassor av samma kvalitet.<br />
• Specifikation<strong>en</strong>s toleranser för bindemedelshalt, kornfördelning och hålrumshalt<br />
kan uppfyllas vid tillverkning av dränmassor och utläggning av dränasfaltbeläggning.<br />
VTI notat 26-2004 35
Op<strong>en</strong> Graded Asphalt Design Guide<br />
Australian Asphalt Pavem<strong>en</strong>t Association, 1997<br />
Målsättning<strong>en</strong> med d<strong>en</strong>na anvisning är att d<strong>en</strong> skall utgöra <strong>en</strong> hjälp för att designa<br />
dränasfaltmassor och dränasfaltbeläggningar. Till nu har valet och design<strong>en</strong> av<br />
dränmassor baserats på receptanvisningar. D<strong>en</strong> procedur som beskrivs här är<br />
ägnad att förbättra funktion<strong>en</strong> hos dränasfaltbeläggningar, speciellt livslängd<strong>en</strong>,<br />
g<strong>en</strong>om att införa funktionsanknutna metoder vid design<strong>en</strong>. De metoder som har<br />
valts är baserade på nuvarande australi<strong>en</strong>sisk erfar<strong>en</strong>het och erfar<strong>en</strong>heter från<br />
andra länder.<br />
Term<strong>en</strong> ”funktionsanknutna eg<strong>en</strong>skaper” betyder att de eg<strong>en</strong>skaper som<br />
eftersträvas vid valet av dränmassa och vid design<strong>en</strong> är de som sedan skall<br />
återfinnas i d<strong>en</strong> färdiga dränasfaltbeläggning<strong>en</strong>. Om ett gott resultat nås vid<br />
design<strong>en</strong> på laboratoriet skall samma positiva resultat kunna uppnås i d<strong>en</strong> färdiga<br />
dränasfaltbeläggning<strong>en</strong>.<br />
Design<strong>en</strong> av dränasfaltmassor har tidigare fokuserat på att uppnå <strong>en</strong><br />
korngradering och bindemedelshalt som gav <strong>en</strong> viss hålrumshalt. Det är emellertid<br />
inte bara hålrumshalt<strong>en</strong> som är viktig vid design av dränasfaltmassor, det finns<br />
många andra kriterier som måste uppfyllas för att dränasfalt<strong>en</strong> skall fungera under<br />
sin livslängd.<br />
Dränasfalt i Australi<strong>en</strong> har <strong>en</strong> hög hålrumshalt, minst 20 vol-%, och som läggs<br />
i relativt tunna lager, 25–40 mm. D<strong>en</strong> används huvudsaklig<strong>en</strong> för följande syft<strong>en</strong>:<br />
• Förbättra våtfriktion<strong>en</strong><br />
• Reducera trafikbullret, både utanför och i <strong>for</strong>donet<br />
• Reducera sprut och stänk<br />
• Förbättra synbarhet<strong>en</strong> hos vägmarkeringar, speciellt vid vått väglag<br />
• Att ge trafikanterna <strong>en</strong> god kom<strong>for</strong>t.<br />
Friktion<br />
Friktion<strong>en</strong> under våta förhålland<strong>en</strong> är markant bättre jämfört med täta<br />
asfaltbeläggningar. Risk<strong>en</strong> för vatt<strong>en</strong>planing är mycket mindre vid normala<br />
körhastigheter. Under torra förhålland<strong>en</strong> är dock friktion<strong>en</strong> något lägre jämfört<br />
med täta asfaltbeläggningar eftersom kontaktytan mellan st<strong>en</strong>arna och däcket är<br />
mindre på <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning. Vid nytillstånd har dränasfalt något lägre<br />
friktion bero<strong>en</strong>de på det tjocka bindemedelsskiktet på st<strong>en</strong>arna i beläggningsytan.<br />
Trafik<strong>en</strong> avlägsnar dock bindemedlet i ytan efter ca två veckors trafik.<br />
Dim<strong>en</strong>sionerad livslängd<br />
Det stora bekymret vid val av <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning har varit d<strong>en</strong> begränsade<br />
livslängd<strong>en</strong>, 8 till 10 år vid användning av normalt bitum<strong>en</strong> och 12 till 15 år då<br />
polymermodifierade bitum<strong>en</strong> använts. Dränasfaltbeläggningar fallerar ofta på<br />
grund av dålig beständighet med st<strong>en</strong>släpp som följd.<br />
D<strong>en</strong> öppna struktur<strong>en</strong> i dränasfaltbeläggningar exponerar bitum<strong>en</strong>et för<br />
ultraviolett ljus, oxidation och fukt. Det är mycket viktigt, och avgörande, att<br />
bindemedelsfilm<strong>en</strong> är tillräckligt tjock för att motstå ovanstå<strong>en</strong>de angrepp och att<br />
polymermodifierade bitum<strong>en</strong> används då extra lång livslängd eftersträvas.<br />
36 VTI notat 26-2004
Vatt<strong>en</strong>avrinning<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s livslängd beror i hög grad på att vattnet kan avledas utan att<br />
underliggande asfaltlager skadas. Därför är det mycket viktigt att underliggande<br />
asfaltlager är tätt och att tvärfallet är bra liksom att vattnet kan avledas vid<br />
vägkant<strong>en</strong>.<br />
Tät asfaltbetong kan inte anses var og<strong>en</strong>omtränglig för vatt<strong>en</strong> om inte<br />
hålrumshalt<strong>en</strong> är mindre än 5 vol-%. Det är <strong>en</strong> fördel om d<strong>en</strong> nylagda, täta asfaltbetong<strong>en</strong><br />
kan trafikeras <strong>en</strong> tid innan dränasfaltbeläggning<strong>en</strong> läggs. Då tätas ytan<br />
till av trafik<strong>en</strong>. Användning av SMA eller tunnskiktsbeläggning är ett bra sätt att<br />
åstadkomma ett vatt<strong>en</strong>tätt underlag till dränasfalt. I rapport<strong>en</strong> beskrivs också<br />
många sätt att säkra att vattnet kan dräneras från beläggning<strong>en</strong> till vägkant eller<br />
till andra dräneringssystem.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong>s permeabilitet försämras gradvis med tid<strong>en</strong> eftersom porerna sätts<br />
ig<strong>en</strong> av smuts och bortslitna partiklar från beläggning<strong>en</strong> själv. Problemet är dock<br />
störst mellan hjulspår<strong>en</strong> och vid vägkant<strong>en</strong> eller på vägr<strong>en</strong>ar.<br />
Bullerreducering<br />
Dränasfalt reducerar bullernivån med minst 3 dB jämfört med <strong>en</strong> tät asfaltbeläggning.<br />
D<strong>en</strong>na bullerreduktion upplevs av människan som <strong>en</strong> halvering av<br />
bullernivån. Bullerreduktion<strong>en</strong> kan vara större vid vått väglag.<br />
Bullerreduktion<strong>en</strong> uppnås g<strong>en</strong>om att mängd<strong>en</strong> komprimerad luft mellan däck<br />
och vägytan minskar. Dränasfalt<strong>en</strong>s <strong>text</strong>ur medverkar också till att bullernivån<br />
sänks. Bullerreduktion<strong>en</strong> avtar med tid<strong>en</strong> i <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning m<strong>en</strong> d<strong>en</strong> är<br />
ändå tystare än <strong>en</strong> tät asfalt- eller cem<strong>en</strong>tbetong.<br />
Styrka<br />
Dränasfalt har tidigare förbisetts när <strong>en</strong> vägkonstruktions strukturella styrka skall<br />
beräknas. Dränasfalt ansågs bidra med bara <strong>en</strong> halv eller två tredjedelar till<br />
konstruktion<strong>en</strong>s styrka jämfört med tät asfaltbetong. Nuvarande kunskap visar<br />
dock att dränasfalt har ett modulvärde mellan 800 och 1 200 MPa.<br />
St<strong>en</strong>material<br />
Dränasfalt består till 94–97 % av st<strong>en</strong>material och kräver, på grund av skelettbildning<strong>en</strong>,<br />
höga krav på st<strong>en</strong>materialets kvalitet för att d<strong>en</strong> tunga trafik<strong>en</strong>s<br />
belastning skall kunna fördela last<strong>en</strong> till underliggande lager. St<strong>en</strong>materialet<br />
måste vara starkt, r<strong>en</strong>t, hållbart, kubiskt och ha <strong>en</strong> bra mikro<strong>text</strong>ur. Hög<br />
krossningsgrad underlättar vidhäftning<strong>en</strong> till bindemedlet.<br />
Filler<br />
Filler är definierat som d<strong>en</strong> del av st<strong>en</strong>materialet som är mindre än 0,075 mm. Det<br />
härrör från det övriga st<strong>en</strong>materialet och skapas under krossning och siktning m<strong>en</strong><br />
kan också komma från tillsatta material som släckt kalk, Portlandcem<strong>en</strong>t, slagg,<br />
kalkfiller eller flygaska. Tillsats av släckt kalk minskar risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning.<br />
VTI notat 26-2004 37
Bindemedel<br />
Bindemedlets roll i <strong>en</strong> dränasfalt är att skapa tillräcklig kohesion i massan för att<br />
motstå st<strong>en</strong>släpp i beläggning<strong>en</strong>s yta. Bindemedelshalt<strong>en</strong> skall vara hög för att<br />
skapa motstånd mot oxidation m<strong>en</strong> bindemedelshalt<strong>en</strong> får inte heller vara för hög<br />
för då minskar hålrumshalt<strong>en</strong> i dränasfalt<strong>en</strong>. Risk<strong>en</strong> ökar också för bindemedelsavrinning<br />
om bindemedelshalt<strong>en</strong> är för hög.<br />
Modifierade bindemedel kan användas för att förbättra kohesion<strong>en</strong> och<br />
beständighet<strong>en</strong> i <strong>en</strong> dränasfalt. De minskar också risk<strong>en</strong> för<br />
bindemedelsavrinning. Modifierade bindemedel som styr<strong>en</strong>-butadi<strong>en</strong>-styr<strong>en</strong><br />
(SBS), styr<strong>en</strong>-butadi<strong>en</strong>-gummi (SBR), etyl<strong>en</strong>-vinyl-acetat (EVA), malet gummi<br />
(CRM) och specialbitum<strong>en</strong> (multigrade) har använts med framgång.<br />
Alla ovanstå<strong>en</strong>de modifierade bindemedel har förbättrat dränmassans<br />
eg<strong>en</strong>skaper. Fibrer som tillsätts (0,3–0,5 vikt-%) är mycket effektiva för att<br />
minska risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning.<br />
Designmetod<br />
I avsaknad av specifik in<strong>for</strong>mation om lämplig korngradering startas designarbetet<br />
lämplig<strong>en</strong> med <strong>en</strong> medelkurva från specifikation<strong>en</strong>. I specifikation<strong>en</strong> finns två<br />
typer av dränasfalt angivna, Dränasfalt I respektive Dränasfalt II, där:<br />
• Dränasfalt I är <strong>en</strong> <strong>en</strong>klare <strong>for</strong>m av dränasfalt för användning på vägar med<br />
måttlig trafik (antal tunga <strong>for</strong>don500 tunga <strong>for</strong>don per körfält<br />
och dygn. Modifierat bindemedel används och bindemedelshalt<strong>en</strong> är relativt<br />
hög. Fibrer kan också tillsättas för att minska bindemedelsavrinning.<br />
• Båda dräntyperna skall ha ett hålrum som överstiger 20 vol-% medan<br />
Dränasfalt II ofta ges ett hålrum på upp mot 25 vol-%.<br />
• Försöksmassor blandas med tre olika bindemedelshalter, 4,5, 5,0 och 5,5 vol-%<br />
för Dränasfalt I respektive 5,5, 6,0 och 6,5 vol-% för Dränasfalt II.<br />
• Dränmassa tillverkas på laboratoriet så att massan räcker till tre provkroppar<br />
för gyratorisk provning för respektive bindemedelshalt. Prov<strong>en</strong> packas i<br />
80 varv. Ytterligare 2,5 kg massa blandas för avrinningstest.<br />
• Bestäm kompaktd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> av varje dränmassa.<br />
• Bestäm skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> för varje provkropp.<br />
• Beräkna hålrumshalt<strong>en</strong> i samtliga provkroppar. Rita in medelvärdet för<br />
respektive bindemedelshalt, använd sambandet mellan hålrum och<br />
bindemedelshalt för att se vilk<strong>en</strong> bindemedelshalt som ger ett hålrum på<br />
20 vol-%.<br />
Om hålrumshalt<strong>en</strong> ligger utanför specifikation<strong>en</strong>s gränser:<br />
Om hålrumshalt<strong>en</strong> är för låg använd <strong>en</strong> öppnare gradering<br />
använd <strong>en</strong> lägre bindemedelshalt<br />
Om hålrumshalt<strong>en</strong> är för hög tillsätt mer finmaterial<br />
använd <strong>en</strong> högre bindemedelshalt<br />
38 VTI notat 26-2004
Hållbarhetstest<br />
Hållbarhetstest utgörs eg<strong>en</strong>tlig<strong>en</strong> av ett nötningstest, Cantabro test, av<br />
provkroppar i 300 varv. Provkropparna vägs före och efter testet. Provkropparna<br />
kan konditioneras i vatt<strong>en</strong> för att motsvara hållbarhet<strong>en</strong> under fuktiga<br />
förhålland<strong>en</strong> m<strong>en</strong> de kan också testas torra. Testet skall normalt g<strong>en</strong>omföras torrt<br />
med tre provkroppar av respektive dränmassa s<strong>en</strong>ast sju dagar efter tillverkning<strong>en</strong>.<br />
D<strong>en</strong> g<strong>en</strong>omsnittliga viktförlust<strong>en</strong> plottas mot respektive bindemedelshalt. D<strong>en</strong><br />
bindemedelshalt som motsvarar d<strong>en</strong> största acceptabla viktförlust<strong>en</strong> för aktuell<br />
dränmassa interpoleras fram och b<strong>en</strong>ämns BCmin. Rekomm<strong>en</strong>derad största<br />
acceptabla medelviktförlust är 20 % för typ II respektive 25 % för typ I. Om<br />
viktförlust<strong>en</strong> är större än 50 % på <strong>en</strong> <strong>en</strong>staka provkropp underkänns d<strong>en</strong><br />
dränmassan.<br />
Om medelviktförlust<strong>en</strong> är större än önskat så kan följande åtgärder vidtagas:<br />
• öka bindemedelshalt<strong>en</strong> (hålrumsvolym kommer då att minska)<br />
• tillsätt mer st<strong>en</strong> av medelstorlek<br />
• använd ett bindemedel med förhöjd kohesion.<br />
Avrinningstest<br />
Bestäm bindemedelsavrinning<strong>en</strong> på alla tre (olika bindemedelshalter) dränmassorna<br />
g<strong>en</strong>om <strong>en</strong> korgmetod. Större avrinning är 0,3 % accepteras inte.<br />
Plotta bindemedelsavrinning<strong>en</strong> mot bindemedelshalterna så att <strong>en</strong> preliminär<br />
bindemedelshalt kan interpoleras fram. Om avrinning<strong>en</strong> är större än 0,3 % så:<br />
• använd fiber (ca 0,3 vikt-% av st<strong>en</strong>materialets vikt)<br />
• minska bindemedelshalt<strong>en</strong><br />
• använd ett bindemedel med förhöjd kohesion<br />
• tillsätt mineralfiller.<br />
Val av bindemedelshalt<br />
D<strong>en</strong> minsta hålrumshalt<strong>en</strong>, 20 vol-%, ger <strong>en</strong> högsta bindemedelshalt, BCmax.<br />
Största tillåtna avnötning i Cantabro test ger d<strong>en</strong> lägsta bindemedelshalt<strong>en</strong>, BCmin.<br />
D<strong>en</strong> preliminära bindemedelshalt<strong>en</strong> är lika med medelvärdet av BCmax och BCmin.<br />
Avrinningsvärdet tas fram g<strong>en</strong>om <strong>en</strong> linjär interpolering mot d<strong>en</strong> preliminära<br />
bindemedelshalt<strong>en</strong>. Om d<strong>en</strong> beräknade avrinning<strong>en</strong> är mindre än 0,3 % bedöms<br />
dränmassan vara godkänd. D<strong>en</strong> slutliga bindemedelshalt<strong>en</strong> bestäms g<strong>en</strong>om lägga<br />
till d<strong>en</strong> mängd bindemedel som rann av till d<strong>en</strong> preliminära bindemedelshalt<strong>en</strong>.<br />
Det finns <strong>en</strong> bilaga till rapport<strong>en</strong> som beskriver de metoder som används vid<br />
design<strong>en</strong>. I <strong>en</strong> annan bilaga finns ett exempel på hur beräkning av<br />
bindemedelshalt i förhållande till hålrummet går till.<br />
VTI notat 26-2004 39
Drainer<strong>en</strong>d Asfaltbeton (ZOAB) <strong>en</strong> de verkeersveiligheid<br />
J.P.M. Tromp<br />
SWOV, 1996<br />
SWOV Institute <strong>for</strong> Road Safety Research har g<strong>en</strong>omfört <strong>en</strong> studie i<br />
Nederländerna kring hur dränasfalt (ZOAB) påverkar trafiksäkerhet<strong>en</strong>. Tidigare<br />
undersökningar av SWOV indikerade inte någon signifikant skillnad beträffande<br />
olycksrisk<strong>en</strong> mellan tät asfaltbeläggning (DAB) och dränasfalt.<br />
D<strong>en</strong>na studie spänner dock över flera år och är utökad så att påkörnings- och<br />
avkörningszoner ingår. Målet med studi<strong>en</strong> var att förvissa sig om det var någon<br />
skillnad trafiksäkerhetsmässigt mellan tät och dränerande asfaltbeläggning.<br />
Studi<strong>en</strong> g<strong>en</strong>omfördes på <strong>en</strong> motorväg med två körfält i vardera riktning<strong>en</strong>. Två<br />
olika <strong>for</strong>skningsmetoder användes:<br />
• En parvis jämförelse (samma tid, olika plats) av vägavsnitt utan avkörnings-<br />
eller påkörningsramper.<br />
• En före- efterstudie (olika tidpunkter, samma plats) på vägavsnitt med<br />
påkörnings- och avkörningsramper.<br />
D<strong>en</strong> metod som tillämpades valdes, g<strong>en</strong>om ett strikt urval av jämförbara<br />
vägavsnitt, för att de två beläggningstyperna skull kunna studeras isolerat från<br />
varandra.<br />
Det kunde inte påvisas någon skillnad i effekt på trafiksäkerhet<strong>en</strong> mellan de två<br />
beläggningstyperna, äv<strong>en</strong> då påkörnings- och avkörningsramper ingick i studi<strong>en</strong>.<br />
Emellertid hittades <strong>en</strong> klar effekt vid d<strong>en</strong> fysiska övergång<strong>en</strong> från tät<br />
asfaltbeläggning till dränasfalt. På ett vägavsnitt på flera hundra meters längd<br />
efter övergång<strong>en</strong> befanns olycksrisk<strong>en</strong> vara två gånger större än före övergång<strong>en</strong>.<br />
Under regniga förhålland<strong>en</strong> var risk<strong>en</strong> ännu större. Övergång<strong>en</strong> åt andra hållet<br />
från dränasfalt till tät asfaltbeläggning undersöktes inte.<br />
Trafiksäkerhetseffekter på grund av <strong>en</strong> ny dränasfalt undersöktes inte.<br />
40 VTI notat 26-2004
Holdbarhet av DA (drænasfalt). Opublicerad rapport från<br />
Vejdirektoratet, Danmark<br />
Användning av dränasfalt<br />
Dränasfalt har <strong>en</strong> god bullerdämpande effekt på grund av att ljudet från kontakt<strong>en</strong><br />
mellan <strong>for</strong>don och vägytan absorberas i beläggning<strong>en</strong>s hålrum. Bullerreduktion<strong>en</strong><br />
kan förbättras ytterligare g<strong>en</strong>om användning av två lager dränasfalt då eg<strong>en</strong>skap<strong>en</strong><br />
förstärks tack vare större tjocklek på de absorberande lagr<strong>en</strong>. En tvålagers<br />
dränasfalt utförs normalt med ett ca 25 mm tjock finkornig dränasfalt med<br />
4–8 mm st<strong>en</strong>material ovanpå <strong>en</strong> ca 45 mm tjock grovkornig dränasfalt med<br />
11–16 mm st<strong>en</strong>storlek. D<strong>en</strong> totala tjocklek<strong>en</strong> blir således ca 70 mm tjock.<br />
Dränasfalt<strong>en</strong> med 4–8 mm st<strong>en</strong> ger <strong>en</strong> fin ytstruktur minskar vibrationerna mellan<br />
däck och vägbana. Tvålagers dränasfalt är bullerreducerande vid både låg och hög<br />
körhastighet och därför användas på både motorvägar, trafikleder och stadsgator.<br />
Vid användning på stadsgator krävs <strong>en</strong> speciell typ av dräneringskanal vid<br />
kantst<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
Vatt<strong>en</strong> från <strong>en</strong> tvålagers dränbeläggning är r<strong>en</strong>are än det vatt<strong>en</strong> som avleds från<br />
<strong>en</strong> tät slitlagerbeläggning. Enligt holländska erfar<strong>en</strong>heter beror det på att vattnet<br />
filtreras g<strong>en</strong>om dränasfalt<strong>en</strong>.<br />
Kostnad<strong>en</strong> för tvålagers dränasfalt är högre jämfört med täta asfaltbeläggningar<br />
bero<strong>en</strong>de på att underhållskostnaderna är högre och att konstruktion<strong>en</strong> i regel har<br />
kortare livslängd. Om kostnader för bullerskärmar, bullerplank, fasadisolering<br />
räknas med blir tvålagers dränasfalt konkurr<strong>en</strong>smässig.<br />
Tvålagers dränasfalt har jämfört med <strong>en</strong> tät asfaltbeläggning <strong>en</strong> begränsad<br />
förmåga att motstå effekt<strong>en</strong> av svängande trafik, speciellt tung trafik. Dränasfalt<br />
bör därför undvikas i korsningar, busshållplatser, cirkulationsplatser m.m. I<br />
mindre kurvor, med <strong>en</strong> radie mellan 100 och 150 m är <strong>en</strong> <strong>en</strong>lagers dränasfalt<br />
känslig för trafik<strong>en</strong>, tvålagers drän är bättre m<strong>en</strong> inte d<strong>en</strong> bästa lösning<strong>en</strong>. Vid<br />
användning av tvålagers dränasfalt på stadsgator bör tät asfaltbetong eller SMAbeläggning<br />
användas i korsningar. Det skiljer mindre i ytstruktur mellan<br />
dränasfalt och SMA-beläggning. Ett annat sätt är att lägga dränasfalt äv<strong>en</strong> i<br />
korsningar och sedan täta dränasfalt<strong>en</strong> i korsning<strong>en</strong> med exempelvis cem<strong>en</strong>tslam<br />
eller dylikt. Fördel<strong>en</strong> med d<strong>en</strong> metod<strong>en</strong> är att läggning<strong>en</strong> av dränasfalt<strong>en</strong> kan<br />
göras kontinuerligt utan störningar.<br />
Dränasfalt är <strong>en</strong> avancerad beläggning att utföra och ställer därför stora krav på<br />
utförar<strong>en</strong>.<br />
Design av dränasfalt<br />
Faktorer som påverkar bullerreduktion och vatt<strong>en</strong>g<strong>en</strong>omsläpplighet<br />
• Massans gradering och lager tjocklek<br />
• Tillgänglikt hålrum<br />
• Avvattning av underliggande lager<br />
• Tvärfall och jämnhet hos det underliggande täta asfaltlagret<br />
• Det undre dränlagrets tjocklek, bör ofta vara mer än 40 mm.<br />
VTI notat 26-2004 41
Faktorer som påverkar friktion<strong>en</strong><br />
• Val av st<strong>en</strong>material med avse<strong>en</strong>de främst på styrka, korn<strong>for</strong>m, krossytegrad<br />
och resist<strong>en</strong>s mot polering.<br />
Faktorer som påverkar d<strong>en</strong> fysiska hållbarhet<strong>en</strong><br />
• Undvik handläggning<br />
• Undvik ytor med svängande/vridande och/eller kraftigt bromsande trafik<br />
• Var uppmärksam på möjlig föror<strong>en</strong>ing av beläggningsytan (oljespill, jord,<br />
växtdelar)<br />
• Undvik start/stopp av läggar<strong>en</strong> i möjligaste mån för att uppnå bättre kvalitet<br />
• Undvik att bindemedelsavrinning uppstår<br />
• Optimera kombination<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>material och modifierat bindemedel för att<br />
undgå st<strong>en</strong>släpp i beläggningsytan.<br />
För att uppnå god hållbarhet i det övre dränasfaltlagret bör modifierat bindemedel<br />
alltid användas, med det avses ett bindemedel med tillsats av gummi eller<br />
polymerer. Det höjer motståndet mot sprickor och st<strong>en</strong>släpp och minskar<br />
dessutom risk<strong>en</strong> för bindemedelsavrinning vilket gör det möjligt att använda<br />
högre bindemedelshalt och därmed uppnå tjockare bindemedelshinnor på<br />
st<strong>en</strong>materialet. Det s<strong>en</strong>are förs<strong>en</strong>ar effekter av klimatet och äv<strong>en</strong> tålighet<strong>en</strong> mot<br />
oljespill. Till det undre dränasfaltlagret är det inte lika nödvändigt att använda<br />
modifierat bindemedel m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> där kan livslängd<strong>en</strong> påverkas positivt. Då<br />
behöver förmodlig<strong>en</strong> bara det övre dränlagret bytas ut vid behov av <strong>en</strong><br />
underhållsåtgärd.<br />
Till bindemedelsmodifiering används normalt gummi, styr<strong>en</strong>-butadi<strong>en</strong>-styr<strong>en</strong><br />
(SBS) eller ethyl-vinyl-acetat (EVA). Med SBS-modifiering erhålls i allmänhet <strong>en</strong><br />
segare asfaltmassa, medan <strong>en</strong> EVA-modifiering ger <strong>en</strong> massa som är mer praktisk<br />
att hantera. Valet av modifieringstyp bör göras av d<strong>en</strong> <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ör som skall<br />
utföra jobbet eftersom det är mycket viktigt att <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ör<strong>en</strong> har tidigare<br />
erfar<strong>en</strong>het av produkt<strong>en</strong>.<br />
Vid utförandet är det mycket viktigt att följande punkter följs och kontrolleras:<br />
• D<strong>en</strong> täta asfaltbeläggning som ligger under dränasfaltlagr<strong>en</strong> skall vara jämn,<br />
ha tillräckligt tvärfall så att <strong>en</strong> god vatt<strong>en</strong>avledning säkerställs.<br />
• Det undre dränasfaltlagret måste vara minst 40 mm tjockt och det övre<br />
lagrets dränasfalt bör inte vara tjockare än 25 mm.<br />
• Trafikering på det undre lagret skall begränsas så mycket som möjligt för att<br />
undvika att mekaniska skador, föror<strong>en</strong>ing och dålig vidhäftning.<br />
• På grund av låg värmekapacitet och d<strong>en</strong> öppna struktur<strong>en</strong> avkyls slitlagret<br />
snabbt. Vid planering<strong>en</strong> av läggningsarbetet bör <strong>en</strong> väderprognos ingå.<br />
Tvålagers dränasfalt och då speciellt det övre lagret kan inte läggas i regnväder<br />
eller vid temperaturer under 10 ◦ C. Vid temperaturer mellan 10 och 15 ◦ C får<br />
vindhastighet<strong>en</strong> inte överstiga 8 m/s.<br />
42 VTI notat 26-2004
Livslängdskriterier<br />
Slitlagret, dvs. det övre lagret, kan uppnå mycket varierande livslängder.<br />
Avgörande för livslängd<strong>en</strong> är dränasfalt<strong>en</strong>s förmåga att motstå trafikbelastning<strong>en</strong><br />
och risk<strong>en</strong> för st<strong>en</strong>släpp. Om bullerreduktion<strong>en</strong> avtar på grund av att porerna sätts<br />
ig<strong>en</strong>, trots regelbund<strong>en</strong> tvättning, kan dränasfalt<strong>en</strong>s funktionella livslängd bli<br />
kortare än dess fysiska livslängd.<br />
Vid ett korrekt utförande kan dränasfalt<strong>en</strong>s livslängd uppgå till 8–10 år. Dåligt<br />
utförande eller dålig kvalitet medför att livslängd<strong>en</strong> kan bli betydligt kortare. Det<br />
är därför mycket viktigt att dränasfalt <strong>en</strong>dast används där d<strong>en</strong> verklig<strong>en</strong> gör nytta.<br />
Spårbildning är normalt inget problem om inte de<strong>for</strong>mation uppstår i lagr<strong>en</strong><br />
under dränasfalt<strong>en</strong>. Härdning<strong>en</strong> av bindemedlet med åldern kan resultera i<br />
st<strong>en</strong>släpp m.m. Slitlagrets motstånd mot st<strong>en</strong>släpp och andra ytdefekter bestäms i<br />
hög grad av utförandekvalitet samt val av st<strong>en</strong>material och bindemedel. På<br />
stadsgator är ofta livslängd<strong>en</strong> kortare jämfört med motorvägar, riksvägar eller<br />
trafikleder i tätort. Anledning<strong>en</strong> till kortare livslängd på stadsgator är att slitlagret<br />
utsätts i högre grad för vridande trafik vid låga körhastigheter och att d<strong>en</strong><br />
långsamgå<strong>en</strong>de trafik<strong>en</strong> inte förmår hjälpa till att tvätta det övre lagret. Dränasfalt<br />
på stadsgator måste därför högtrycksspolas kombinerad med vakuumsugning.<br />
Tvålagers dränasfalt klarar i regel vridande trafik bättre än <strong>en</strong>lagers dränasfalt<br />
som ofta har mindre st<strong>en</strong>storlek och därmed <strong>en</strong> finare yt<strong>text</strong>ur.<br />
St<strong>en</strong>släpp orsakas av de vågräta krafterna vid kontakt<strong>en</strong> mellan däck och<br />
vägytan. Anledning<strong>en</strong> till att dränasfalt är speciellt känslig är att kontaktytan<br />
mellan däck och beläggning är mindre och konc<strong>en</strong>trerade till st<strong>en</strong>arna i<br />
beläggningsytan.<br />
Vid <strong>en</strong> internationell konfer<strong>en</strong>s i december år 2000 framförde Gerbert van<br />
Bochove <strong>en</strong> teori om att st<strong>en</strong>släppet orsakades av utmattning i bruket<br />
(bitum<strong>en</strong>+filler) i kontaktytan mellan st<strong>en</strong>arna. Att använda EVA som modifierare<br />
anses vara ett bra val eftersom det ger ett styvare bruk. Det är därför viktigt att<br />
optimera bindemedlets styvhet så att <strong>en</strong> optimal balans uppstår mellan utmattning<br />
i underkant beläggning och de vågräta påkänningarna i beläggningsytan. En<br />
blandning av EVA och SBS är ev<strong>en</strong>tuellt <strong>en</strong> möjlighet. Bochove m<strong>en</strong>ar att<br />
Cantabro test inte räcker till för att testa dränbeläggning<strong>en</strong>s hållbarhet till d<strong>en</strong>na<br />
mekanism. Han föreslog att <strong>en</strong> metod kallad Rotating Surface Abrasion test<br />
(RSAT) skall användas. D<strong>en</strong>na provning efterliknar d<strong>en</strong> ovan beskrivna<br />
nedbrytningsmekanism<strong>en</strong>.<br />
Utrustning<strong>en</strong> är ett slags spårbildningstest, där plattan med beläggningsprovet<br />
snurras runt vid hjulets fram och tillbakagå<strong>en</strong>de rörelser. Det material som lossnar<br />
sugs upp med <strong>en</strong> dammsugare och mängd<strong>en</strong> vägs efter avslutad provning. En<br />
provningstid på 24 timmar anses motsvara 10 års slitage på väg<strong>en</strong>. Vid testning av<br />
tre plattor av varje blandning visar RSAT <strong>en</strong> lit<strong>en</strong> skillnad mellan beläggningar<br />
med EVA- och SBS-modifiering där EVA-modifiering visade sig vara bäst. Det är<br />
dock oklart om beläggningsprov<strong>en</strong>s bitum<strong>en</strong> varit utsatt för åldring.<br />
Vid åldring blir bitum<strong>en</strong>et hårdare och sprödare med tid<strong>en</strong>. Orsak<strong>en</strong> är d<strong>en</strong><br />
gradvisa avdunstning<strong>en</strong> av de mjukare, lättare kompon<strong>en</strong>terna i bitum<strong>en</strong>et samt de<br />
kemiska förändringar som sker under inflytande av syre och UV-strålning. På<br />
grund av d<strong>en</strong> öppna struktur<strong>en</strong> i dränasfalt kommer syret lättare åt beläggning<strong>en</strong>s<br />
inre i betydligt högre grad än i täta asfaltbeläggningar.<br />
VTI notat 26-2004 43
Dränasfalt<strong>en</strong>s hållbarhet<br />
Test av asfaltmassan<br />
För att utförandet av <strong>en</strong> beläggning skall vara ekonomiskt räntabel är det<br />
nödvändigt att använda ett kommersiellt tillgängligt st<strong>en</strong>material i vanliga<br />
fraktioner. Ett st<strong>en</strong>material som tidigare använts i ett tidigare försök i Köp<strong>en</strong>hamn<br />
valdes för design<strong>en</strong> av dränmassorna. I försöket satsas mycket på att äv<strong>en</strong> testa<br />
brukets eg<strong>en</strong>skaper.<br />
Totalt tillverkades, på laboratorium av tre medverkande asfalt<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>örer,<br />
18 st. olika dränmassor. Av dränmassorna tillverkades Marshallprovkroppar som<br />
sedan användes i det vidare testet. Refer<strong>en</strong>smaterial utgjorde dränmassorna som<br />
användes i det övre respektive det undre dränlagret i det tidigare utförda<br />
fullskaleförsöket i Köp<strong>en</strong>hamn. Dessa massor och refer<strong>en</strong>smassan i d<strong>en</strong>na<br />
undersökning innehöll följande kompon<strong>en</strong>ter:<br />
St<strong>en</strong>material Himberg 2/5, 11/16<br />
Kalkfiller Faxe kalk<br />
Vidhäftningsbefrämjande filler Hydratkalk<br />
Bindemedel SBS 50/100-75<br />
Fibrer Karacell<br />
De övriga blandningarna framställdes g<strong>en</strong>om att ändra någon <strong>en</strong>skild av de<br />
ingå<strong>en</strong>de kompon<strong>en</strong>terna m<strong>en</strong> hela tid<strong>en</strong> med oförändrad kornkurva. Till två av<br />
dessa blandningar har vidhäftningsmedel tillsatts, vilket också var fallet i<br />
Köp<strong>en</strong>hamnsförsöket. För de två blandningarna 1ax och 1kx har kornkurvan av<br />
misstag ändrats så att d<strong>en</strong> mer påminner om <strong>en</strong> öpp<strong>en</strong>graderad asfaltbetong.<br />
Följande materialkombinationer testades:<br />
Nr. Variant<br />
1ax Refer<strong>en</strong>s med felaktig kornkurva (ABÖ)<br />
1kx Refer<strong>en</strong>s med vidhäftningsmedel med felaktig kornkurva (ABÖ)<br />
1a Refer<strong>en</strong>s<br />
1k Refer<strong>en</strong>s med vidhäftningsmedel<br />
2 Cem<strong>en</strong>t ersätter hydratkalk<br />
3 Aggersund kalk ersätter Faxe kalk<br />
4 Hyperit st<strong>en</strong>mjöl ersätter Himberg<br />
5 Mjuk 8 % EVA-bitum<strong>en</strong> ersätter refer<strong>en</strong>sbitum<strong>en</strong><br />
6a Mjuk 8 % SBS-bitum<strong>en</strong> ersätter refer<strong>en</strong>sbitum<strong>en</strong><br />
6b Extra mjuk 8 % SBS-bitum<strong>en</strong> ersätter refer<strong>en</strong>sbitum<strong>en</strong><br />
6c Som 6b med lägre hålrum (15–18 %)<br />
6k Som 6a med vidhäftningsmedel<br />
7 EVA-bitum<strong>en</strong> ersätter refer<strong>en</strong>sbitum<strong>en</strong><br />
8 Alternativt bindemedel, firma 1<br />
9 Alternativt bindemedel, firma 2<br />
10a Alternativt bindemedel, firma 3 med Hypertit<br />
10b Alternativt bindemedel, firma 1 med Himberg, vidhäftningsmedel<br />
11 Refer<strong>en</strong>s dränasfalt, undre lagret<br />
44 VTI notat 26-2004
Följande bindemedel användes:<br />
Bindemedel Blandning<br />
1. SBS 50/100-75 (refer<strong>en</strong>s) 1ax, 1kx, 1a, 1k, 2, 3, 4, 11<br />
2. SBS 100/150-75 6a, 6k<br />
3. SBS (extra mjuk) 6b, 6c<br />
4. EVA 70/100-48 7<br />
5. EVA 100/150-43 5<br />
6. Bindemedel firma 1 8<br />
7. Bindemedel firma 2 9<br />
8. Bindemedel firma 3 10a, 10b<br />
Använda metoder<br />
För varje typ av dränmassa gjordes ett avrinningstest, bindemedelshalt<strong>en</strong><br />
bestämdes, st<strong>en</strong>materiald<strong>en</strong>sitet och kornkurva från extraherade prov. Alla<br />
provkroppar stampades <strong>en</strong>ligt Marshallmetod<strong>en</strong> med 2x50 slag varefter de sändes<br />
till provning på Vejteknisk Institut.<br />
På Vejteknisk Institut bestämdes provernas skrymd<strong>en</strong>sitet g<strong>en</strong>om geometrisk<br />
mätning. Provkropparna av varje dränmassa åldrades <strong>en</strong>ligt följande:<br />
Nya: Provkropp 1–5, ing<strong>en</strong> åldring.<br />
Åldrade: Provkropp 6–10 åldrades g<strong>en</strong>om värmelagring i ett värmeskåp<br />
vid 85 ◦ C i 5 dygn som beskrivet i SHRP No 1030.<br />
Vatt<strong>en</strong>lagring: Provkropparna 11–15 åldrades g<strong>en</strong>om lagring i vatt<strong>en</strong> (40 ◦ C)<br />
efter vatt<strong>en</strong>mättning i vakuum.<br />
Efter avslutad åldring förvarades provkropparna vid 10 ◦ C innan de kördes <strong>en</strong>ligt<br />
Cantabro test vid 10 ◦ C, 300 varv.<br />
Resultat<strong>en</strong> från Cantabro test visade att blandning 11, som var det undre<br />
dränasfaltlagret, skiljde sig helt från dränasfalt<strong>en</strong> som var ämnad som övre<br />
dränlager, g<strong>en</strong>om att provkropparna blev nästan fullständigt nedkrossade under<br />
testet. Refer<strong>en</strong>sblandningarna 1a och 1k uppvisar bättre hållbarhet, <strong>en</strong>ligt<br />
Cantabro, än g<strong>en</strong>omsnittet av övriga blandningarna.<br />
Alla blandningar med EVA-modifierat bindemedel uppvisar sämre hållbarhet<br />
än refer<strong>en</strong>sblandningarna.<br />
Blandningarna 6a, 6b, 6c, 6k och 9 är signifikant mer hållbara än<br />
refer<strong>en</strong>sblandning<strong>en</strong>. De innehåller alla ett högmodifierat SBS-bitum<strong>en</strong> framställt<br />
på <strong>en</strong> mjuk bitum<strong>en</strong>kvalitet.<br />
Effekt<strong>en</strong> av refer<strong>en</strong>sblandningarnas åldring och vatt<strong>en</strong>lagring är av samma<br />
storleksordning som d<strong>en</strong> g<strong>en</strong>omsnittliga nivån på alla blandningar. Blandning 10b<br />
är jämförbar med refer<strong>en</strong>smassan 1k, bägge innehåller vidhäftningsmedel.<br />
Blandning 10a är jämförbar med d<strong>en</strong> andra refer<strong>en</strong>smassan 1a, bägge utan<br />
vidhäftningsmedel.<br />
G<strong>en</strong>om att byta ut <strong>en</strong> <strong>en</strong>skild kompon<strong>en</strong>t i blandning 2, 3, 4 och 5 ökade<br />
effekt<strong>en</strong> av åldring och framför allt vid vatt<strong>en</strong>lagring betydligt. Så är också fallet<br />
för de två blandningarna 7 och 8 som hade d<strong>en</strong> sämsta hållbarhet<strong>en</strong>.<br />
VTI notat 26-2004 45
Blandningarna 6a, 6b, 6c, 6k och 9 påverkades signifikant mindre av åldring<br />
och vatt<strong>en</strong>lagring än de övriga blandningarna. De innehåller alla ett högmodifierat<br />
SBS-bitum<strong>en</strong>. Jämfört med refer<strong>en</strong>sblandning är blandning 6a mer hållbar och<br />
påverkas mindre av åldring<strong>en</strong> m<strong>en</strong> är lika beträffande effekt<strong>en</strong> av vatt<strong>en</strong>lagring.<br />
Vid <strong>en</strong> tillsats av vidhäftningsmedel som i blandning 6k reduceras effekt<strong>en</strong> av<br />
vatt<strong>en</strong>lagring. G<strong>en</strong>om att använda ett mjukt utgångsbitum<strong>en</strong> som i blandning 6b<br />
reduceras effekt<strong>en</strong> av åldring. G<strong>en</strong>om att minska hålrummet som i blandning 6c<br />
reduceras effekt<strong>en</strong> av vatt<strong>en</strong>lagring ytterligare.<br />
Blandning 6c är d<strong>en</strong> mest hållbara av alla undersökta blandningar.<br />
Undersökning<strong>en</strong> visar därmed att det går att uppnå <strong>en</strong> god hållbarhet<br />
med ett högmodifierat SBS-bitum<strong>en</strong> framställt med ett mjukt bitum<strong>en</strong><br />
och ett reducerat hålrum i beläggning<strong>en</strong>.<br />
Brukstest<br />
Vid värdering av livslängd<strong>en</strong> för så st<strong>en</strong>rika beläggningsmassor som dränasfalt är<br />
det mycket naturligt att fokusera på bruksdel<strong>en</strong> i massan. För att försöka förklara<br />
f<strong>en</strong>om<strong>en</strong>et som bindemedelsförhårdning (åldring) och påverkan från vatt<strong>en</strong> kan<br />
st<strong>en</strong>skelettet i dränasfalt<strong>en</strong> uppfattas om <strong>en</strong> ”trög matris”, som bär det bruk som<br />
håller materialet tillsammans.<br />
Asfaltbruket kan i detta sammanhang beskrivas som blandning<strong>en</strong> av<br />
bindemedel och filler, som kommer från olika källor. Filler är här definierat som<br />
mineraliska korn som är mindre än 250 my. En av fillertyperna utgörs av<br />
st<strong>en</strong>mjölsfiller eller eg<strong>en</strong>filler som följer med det st<strong>en</strong>material som används som<br />
st<strong>en</strong>material i st<strong>en</strong>skelettet i dränmassan. Köpfiller eller tillsatta filler har som<br />
regel två ursprung. Ett kalkfiller tillsätts för att ge bruket speciella förstyvande<br />
eg<strong>en</strong>skaper medan ett vidhäftningsaktivt filler tillsätts för att förbättra vidhäftning<strong>en</strong><br />
mellan bruket och st<strong>en</strong>skelettet.<br />
Bindemedlet och de tre fillertyperna är parametrar i d<strong>en</strong>na undersökning som<br />
fokuserar på brukets förhårdningseg<strong>en</strong>skaper för vid simulerad långtidstestning.<br />
Effekt<strong>en</strong> av vatt<strong>en</strong>påverkan styrs av förhållandet kring bruket m<strong>en</strong> involverar<br />
också st<strong>en</strong>skelettet så d<strong>en</strong>na effekt kan lättare ses i försök med hela dränmassan,<br />
exempelvis vid Cantabro test.<br />
Utgångspunkt för variationerna av bruket är ett refer<strong>en</strong>sbruk som användes i<br />
tidigare nämnda försök i Köp<strong>en</strong>hamn. D<strong>en</strong> volymetriska andel<strong>en</strong> av allt filler i<br />
massan skall vara konstant. Det fastställdes också några räkneregler för<br />
fillertypernas inbördes viktmässiga skillnader och som visas i nedanstå<strong>en</strong>de tabell.<br />
Orsak<strong>en</strong> till att omräkning<strong>en</strong> är d<strong>en</strong> stora d<strong>en</strong>sitetsskillnad<strong>en</strong> mellan hydratkalk<br />
och Portland cem<strong>en</strong>t.<br />
46 VTI notat 26-2004
Steg 1 D<strong>en</strong> största partikelstorlek<strong>en</strong> i bruket är nominellt 0,250 mm<br />
Steg 2 Fillersammansättning<strong>en</strong> i refer<strong>en</strong>sbruket skall alltid ha ett inbördes<br />
förhållande mellan fillertyperna <strong>en</strong>ligt följande:<br />
Eg<strong>en</strong>filler: kalkfiller: vidhäftningsfiller = 2: 1: 1<br />
Steg 3 D<strong>en</strong> volymetriska fillerkonc<strong>en</strong>tration<strong>en</strong> skall vara 30 % i alla brukstyper<br />
Steg 4 Vid skiftning från hydratkalk till Portland cem<strong>en</strong>t i bruket ska d<strong>en</strong> relativa<br />
mängd<strong>en</strong> av vidhäftningsfiller ökas med <strong>en</strong> faktor 1,4 vilket ger följande<br />
fördelningar mellan fillertyperna:<br />
Eg<strong>en</strong>filler: kalkfiller: hydratkalk = 2: 1:1<br />
Eg<strong>en</strong>filler: kalkfiller: Portland cem<strong>en</strong>t = 2: 1: 1,4<br />
Följande bindemedel ingick i undersökning<strong>en</strong>:<br />
Bindemedel Känneteck<strong>en</strong> Kort beskrivning<br />
1 SBS 6 % 50/100-75 elastomerer (refer<strong>en</strong>s)<br />
2 EVA 8 % 100/150-43 plastomer<br />
3 SBS 8 % 100/150-75 elastomerer<br />
4 EVA 6 % 70/100-48 plastomer<br />
5 Omodifierat 70/100 vanligt bitum<strong>en</strong><br />
6 EVA 8 % 50/70-53 plastomer<br />
Översikt över ingå<strong>en</strong>de mineraliska parametrar:<br />
Parameter Materialtyp Beteckning<br />
St<strong>en</strong>mjöl = 1 St<strong>en</strong>material<br />
Himberg<br />
St<strong>en</strong>mjöl = 2<br />
Hyperit<br />
Kalkfiller = 1 Köpfiller<br />
Faxe kalk<br />
Kalkfiller = 2<br />
Aggersund kalk<br />
Aktivt filler = 1 Vidhäftningfiller<br />
Hydrakalk<br />
Aktivt filler = 2<br />
Portland cem<strong>en</strong>t<br />
Flera olika metoder användes för utvärdering av brukets eg<strong>en</strong>skaper. I vissa fall<br />
gjordes <strong>en</strong> lit<strong>en</strong> förändring av vissa metoder så att det blev möjligt att använda<br />
dem till bruket istället för på r<strong>en</strong>t bitum<strong>en</strong>. En grundläggande princip vid<br />
undersökningarna har varit <strong>en</strong> jämförelse mellan eg<strong>en</strong>skaperna före och efter<br />
åldring, där det s<strong>en</strong>are skall motsvara flera års användning på väg<strong>en</strong>.<br />
Härdning<strong>en</strong> består av <strong>en</strong> kombination av två metoder:<br />
DS/EN 12607-2 Thin Film Ov<strong>en</strong> Test (163 ◦ C, 5 tim)<br />
AASHTO PP1-93 Pressure Ageing Vessel (2,1 MPa, 100 ◦ C, 20 tim)<br />
Det ohärdade och härdade bruket undersöktes med följande metoder:<br />
VI 31.5-1989 Mjukpunkt Wilhelmi<br />
AI-metod Viskositet vid 135 ◦ C (rotationsviskosimeter)<br />
AI-metod Viskositet vid 45 ◦ C (krypningsbaserad mätprincip)<br />
VTI notat 26-2004 47
Resultat<br />
Metodernas användbarhet på bruk av bitum<strong>en</strong> och filler kontrollerades g<strong>en</strong>om att<br />
undersöka repeterbarhet<strong>en</strong>. D<strong>en</strong>na kontroll visade att metoderna fungerade<br />
tillfredsställande. Dock visade det sig att mät/beräkningsprincip<strong>en</strong> för viskositet<br />
vid 45 ◦ C inte fungerade optimalt på de högpolymermodifierade bindemedl<strong>en</strong> som<br />
ingått i d<strong>en</strong>na undersökning.<br />
En analys av alla data från bruksundersökning<strong>en</strong> visar inte på ett g<strong>en</strong>erellt<br />
samband vilket beror på att bindemedl<strong>en</strong> har vitt skilda eg<strong>en</strong>skaper med hänsyn<br />
till reologiskt/härdningsmässigt bete<strong>en</strong>de. Det betyder att varje <strong>en</strong>skild asfaltproduc<strong>en</strong>t,<br />
efter val av bindemedel, måste optimera recept<strong>en</strong> för d<strong>en</strong> aktuella<br />
dränasfalt<strong>en</strong> mot det valda bindemedlet.<br />
D<strong>en</strong> bästa indikatorn för brukets eg<strong>en</strong>skaper ser ut att vara mjukpunkt<br />
Wilhelmi följt av viskositet vid 135 ◦ C samt d<strong>en</strong> in<strong>for</strong>mation som härdningsförsök<strong>en</strong><br />
kan ge.<br />
G<strong>en</strong>erellt visar försök<strong>en</strong> att st<strong>en</strong>mjölfillern, som väntat, är d<strong>en</strong> minst betydande<br />
parametern bland de undersökta kompon<strong>en</strong>terna vid optimering av brukets<br />
eg<strong>en</strong>skaper.<br />
Som vidhäftningsaktivt filler är det g<strong>en</strong>erella intrycket att hydratkalk skall<br />
föredras istället för Portland cem<strong>en</strong>t då det förstnämnda alternativet verkar att<br />
bevara brukets ursprungliga eg<strong>en</strong>skaper över tid<strong>en</strong>.<br />
Det finns ing<strong>en</strong> universell konklusion från bruksundersökning<strong>en</strong> då bindemedl<strong>en</strong><br />
i undersökning<strong>en</strong> är mycket olika till natur och eg<strong>en</strong>skaper vilket betyder<br />
att recept<strong>en</strong> bör optimeras med det aktuella bindemedlet.<br />
Miljöeffekter<br />
Trafikbuller g<strong>en</strong>ereras från <strong>for</strong>don<strong>en</strong>s motorer, däck/vägbana samt luftströmningar<br />
runt <strong>for</strong>don<strong>en</strong>. Vid låga körhastigheter dominerar motorbullret medan<br />
däck/vägbanebullret dominerar vid högre körhastigheter.<br />
Princip<strong>en</strong> för bullerreduktion<strong>en</strong> i tvålagers dränasfaltbeläggningar är att minska<br />
bullerproduktion<strong>en</strong> vid källan. D<strong>en</strong> akustiska absorption<strong>en</strong> i <strong>en</strong> dränasfalt bestäms<br />
av fyra faktorer:<br />
• Tillgängligt hålrum i beläggning<strong>en</strong><br />
• Strömningsmotstånd i beläggning<strong>en</strong><br />
• Hålrummets struktur (<strong>for</strong>m och förbindelse)<br />
• Lagertjocklek<strong>en</strong>.<br />
Beläggningars bullerdämpande eg<strong>en</strong>skaper kan mätas på följande sätt:<br />
• Metoder för mätning av vägbeläggning<strong>en</strong>s betydelse för g<strong>en</strong>erering av trafikbuller<br />
(SPB, CPX)<br />
• Metoder för mätning av vägbeläggning<strong>en</strong>s betydelse för g<strong>en</strong>erering av trafikbuller<br />
på väg<strong>en</strong><br />
• Karakterisering av beläggningsytans <strong>text</strong>ur<br />
• I detta projekt har mätningar av bullerabsorption g<strong>en</strong>omförts på fyra dränasfaltbeläggningar<br />
(övre lager) med samma undre lager:<br />
48 VTI notat 26-2004
– Serie 1: Refer<strong>en</strong>sbeläggning, motsvarande Östersögade Köp<strong>en</strong>hamn<br />
– Serie 2: Refer<strong>en</strong>sbeläggning med högmodifierat slitlager (övre lager), 6,2 %<br />
bitum<strong>en</strong><br />
– Serie 3: Refer<strong>en</strong>sbeläggning med högmodifierat slitlager, 6,5 % bitum<strong>en</strong><br />
– Serie 4: Optimerat slitlager med d<strong>en</strong> bästa hållbarhet<strong>en</strong> (lägre hålrum).<br />
Bullerabsorption i laboratorietillverkade provkroppar med tvålagers dränasfalt.<br />
Serie 1 Serie 2 Serie 3 Serie 4<br />
Bullerabsorption, max 45 % 45 % 45 % 35 %<br />
Frekv<strong>en</strong>sområde, Hz 315–400 315–400 315–400 315–400<br />
Övre lager (slitlager)<br />
1k 6a 6a 6c<br />
Hålrum 26 % 27 % 27 % 24 %<br />
Nedre lager 11 11 11 11<br />
Hålrum 24 % 23 % 24 % 26 %<br />
Östersögade<br />
Str 1 Str 3<br />
Bullerabsorption, max 72 % 54 %<br />
Hålrummet i de laboratorietillverkade provkropparna är väs<strong>en</strong>tligt högre än i de<br />
provkroppar som användes för asfaltprovning<strong>en</strong> i detta projekt. Det förelåg ing<strong>en</strong><br />
skillnad i bullerabsorption för refer<strong>en</strong>sbeläggning<strong>en</strong> (serie 1) och slitlagr<strong>en</strong> med<br />
högmodifierat bitum<strong>en</strong> (serie 2 och 3) medan bullerabsorption<strong>en</strong> för serie 4, med<br />
ett lägre hålrum, är lite mindre och frekv<strong>en</strong>sområdet lite lägre. Det finns<br />
emellertid inget känt samband mellan bullerabsorption och beläggning<strong>en</strong>s<br />
bullerreducerande effekt.<br />
Underhåll av dränasfaltbeläggningar<br />
Underhåll av dränasfaltbeläggningar är något helt annat än av täta beläggningar.<br />
För att bevara bullerreduktion<strong>en</strong> är det viktigt att porerna förblir öppna.<br />
Dränbeläggningar på stadsgator skall tvättas med regelbundna tidsintervall. På<br />
motorvägar är det främst de otrafikerade vägr<strong>en</strong>arna som behöver tvättas eftersom<br />
<strong>en</strong> ig<strong>en</strong>satt dränbeläggning på vägr<strong>en</strong><strong>en</strong> hindrar avvattning från körbanorna.<br />
Alternativt kan dränasfaltbeläggning<strong>en</strong> på vägr<strong>en</strong><strong>en</strong> förseglas. Rester av döda djur<br />
som körts ned i beläggning<strong>en</strong>s porer bör avlägsnas så snart som möjligt eftersom<br />
förruttnels<strong>en</strong> kan medföra st<strong>en</strong>släpp.<br />
Livslängd<strong>en</strong> hos slitlagret (övre lagret) i <strong>en</strong> tvålagers dränasfalt är 7–10 år. När<br />
slitlagret inte uppfyller de funktionella eller strukturella krav<strong>en</strong> så kan det bytas ut<br />
g<strong>en</strong>om att fräsa bort det gamla slitlagret och därefter lägga på ett nytt. Fräsning<strong>en</strong><br />
görs 5 mm ned i det undre lagret för att få bort ev<strong>en</strong>tuell smuts. Därefter<br />
högtrycksspolas det undre lagret tre gånger med ca 180 bars tryck så att all smuts<br />
och löst st<strong>en</strong>material tvättas bort. Det undre lagrets kvalitet och ev<strong>en</strong>tuella<br />
förstärkningsbehov är avgörande för om det undre lagret kan behållas eller om<br />
äv<strong>en</strong> det måste ersättas. Normalt uppgår det undre lagrets livslängd till ca 14 år.<br />
Små reparationer på <strong>en</strong> tvålagers dränasfalt är lika problematiskt som lagning<br />
av <strong>en</strong>lagers dränasfalt. Lagning av st<strong>en</strong>släpp eller andra mekaniska skador<br />
försämrar lokalt dräneringskapacitet<strong>en</strong>. Vid ingrepp i väg<strong>en</strong> för ledningsarbete<br />
eller dylikt skall sågning ske med låg hastighet och med god kylning. Lagning<strong>en</strong><br />
VTI notat 26-2004 49
kan sedan utföras med <strong>en</strong> 4–8 mm dränasfalt till full tjocklek (undre+övre lager).<br />
Problemet är att kunna välta lagning<strong>en</strong> utan att skada kringliggande beläggning.<br />
Dränasfalt kan återvinnas, m<strong>en</strong> det skall då vara vid tillverkning av andra<br />
beläggningstyper vid g<strong>en</strong>bruk på asfaltverk. Det finns in<strong>for</strong>mation om<br />
erfar<strong>en</strong>het<strong>en</strong> av återvinning i Nederländerna.<br />
Vinterunderhåll av dränasfalt ställer särskild hänsyn som kan sammanfattas i<br />
följande punkter:<br />
• Dränasfalt blir kall snabbare, har flera växlingar runt 0 ◦ C och är g<strong>en</strong>erellt<br />
kallare än täta beläggningar. Beläggning<strong>en</strong> kräver därför <strong>en</strong> viss<br />
särbehandling i planering<strong>en</strong> av vinterunderhållet, tidigare saltning.<br />
• Saltet tränger ned i beläggning<strong>en</strong>s hålrum där det inte är effektivt.<br />
Beläggning<strong>en</strong> kräver mellan 25–50 % större saltmängd. Om beläggning<strong>en</strong><br />
inte är tillräcklig stannar saltet i ytporerna utan att lösas upp.<br />
• Det kan uppstå problem med snörök. Trafik<strong>en</strong> pressar ned snön i ytporerna<br />
vilket leder till <strong>en</strong> mer frekv<strong>en</strong>t snörök och det krävs 30–100 % fler<br />
snöröjnings<strong>for</strong>don.<br />
• Vatt<strong>en</strong>/snö fångas i ytporerna och medför att väg<strong>en</strong> är våt under <strong>en</strong> längre<br />
period.<br />
• Det är mycket svårt att bekämpa underkylt regn som fryser i samma<br />
ögonblick regnet träffar beläggning<strong>en</strong>.<br />
Sammanfattningsvis, de särskilda förhålland<strong>en</strong> som gäller för drift av dränasfaltbeläggningar<br />
i följande punkter:<br />
● Bullerreduktion och avvattning<br />
Konsekv<strong>en</strong>t regelbundna tvättningar av beläggning<strong>en</strong><br />
Konsekv<strong>en</strong>t tvättning av dräneringskanaler och skärning av gräs och jord<br />
utanför beläggningskant<strong>en</strong><br />
Val av tvättningsmetod<br />
Regelbundna mätningar bullernivån<br />
● Friktion<br />
Särskilt hänsyn vid vinterunderhåll<br />
Mätning av torrfriktion efter 3–6 månader efter det att trafik<strong>en</strong> har slitit bort<br />
bitum<strong>en</strong>film<strong>en</strong><br />
Regelbund<strong>en</strong> mätning av friktion<strong>en</strong><br />
● Fysisk hållbarhet<br />
Regelbund<strong>en</strong> mätning/visuell värdering av ytdefekter<br />
Tvättning<strong>en</strong> måste utföras på ett korrekt sätt<br />
Omedelbar borttagning av föror<strong>en</strong>ingar (olja, döda djur m.m.)<br />
Omedelbar reparation äv<strong>en</strong> av mindre skador, speciellt vid hög<br />
trafikbelastning.<br />
Fortsatt arbete<br />
För att resultat<strong>en</strong> som kommit fram i d<strong>en</strong>na rapport skall kunna utnyttjas är det<br />
nödvändigt att utföra provsträckor som utgår ifrån resultat<strong>en</strong> i d<strong>en</strong>na rapport.<br />
Innan <strong>en</strong> provsträcka utförs måste följande förhålland<strong>en</strong>:<br />
50 VTI notat 26-2004
• Det krävs kompletterande undersökningar av utmattning och vidhäftning i<br />
bruket med det rekomm<strong>en</strong>derade högmodifierade bitum<strong>en</strong>et<br />
• Det måste undersökas om det finns <strong>en</strong> risk för efterkomprimering och minskad<br />
bullerreduktion för dränasfalt<strong>en</strong><br />
• Förhålland<strong>en</strong> i samband med vinterunderhållet och risk<strong>en</strong> för trafikanterna vid<br />
halka skall ges <strong>en</strong> hög prioritet vid framtida övervägand<strong>en</strong> om användning<strong>en</strong><br />
av dränasfalt i Danmark.<br />
Utifrån projektet i Köp<strong>en</strong>hamn på Öster Sögade har det inte varit möjligt att dra<br />
några säkra konklusioner om trafikanternas bete<strong>en</strong>de och vinterunderhållet<br />
eftersom försökssträckorna är för korta. Det finns därför behov av längre<br />
försökssträckor där metoder för att säkerställa <strong>en</strong> trafiksäkerhetsmässigt försvarlig<br />
drift av dränasfaltbeläggningarna kan utvecklas och testas under vinterförhålland<strong>en</strong>.<br />
Det finns också ett behov av att undersöka d<strong>en</strong> bullerreducerande<br />
effekt<strong>en</strong> av dränasfalt speciellt på motorväg på kort och lång sikt. Det finns också<br />
behov av att mäta bullernivån på andra beläggningar som används på motorväg<br />
(SMA) och några andra nya beläggningstyper.<br />
VTI notat 26-2004 51
Porous Asphalt (two-layered) – Optimising and Testing<br />
Bochove van, Ir,G.G.;Heijmans Civil Engineering B.V., The Netherlands)<br />
Optimering av dränasfalt har resulterat i ett tvålagers koncept (Twinlay) vilket<br />
rapporterades på Eurobitume/Euraphalt kongress<strong>en</strong> år 1996 i Strasbourg. Många<br />
vägar i Nederländerna är belagda med d<strong>en</strong>na typ av konstruktion. Tvålagers<br />
dränasfalt visade sig vara mycket effektiv ur bullerreduktionssynpunkt, m<strong>en</strong><br />
uppvisade äv<strong>en</strong> andra fördelar jämfört med konv<strong>en</strong>tionell <strong>en</strong>lagers dränasfalt. De<br />
främsta fördelarna är avvattningskapacitet<strong>en</strong>, bra effekt av tvättning och <strong>en</strong>klare<br />
vinterunderhåll. Ett negativt intryck är känslighet<strong>en</strong> för svängande, vridande<br />
trafik. Många erfar<strong>en</strong>heter erhölls i detta projekt vilket har ökat kunnandet och<br />
förbättrat möjligheterna att optimera framtida dränasfaltbeläggningar.<br />
Det är framför allt två resultat som pres<strong>en</strong>teras i d<strong>en</strong>na rapport:<br />
1. Det optimerade konceptet av tvålagers dränasfalt kallat Twinlay M. D<strong>en</strong><br />
viktigaste tekniska eg<strong>en</strong>skap<strong>en</strong> hos Twinlay M är det tunna, fingraderade<br />
slitlager, <strong>en</strong>dast 15 mm tjock dränasfalt med 2–4 mm st<strong>en</strong>material. Det<br />
undre dränasfaltlagret är ca 45 mm tjockt med 11–16 mm dränasfalt.<br />
Twinlay M utvecklades ursprunglig<strong>en</strong> för att motstå påfrestningarna från<br />
svängande, vridande trafik. Konceptet har dock visat sig fungera bra för<br />
bullerreduktion vid låga körhastigheter och är därför intressant som bullerreducerande<br />
beläggning på stadsgator. Mätningar har visat på bullerreduktioner<br />
på upp till 6 dB jämfört med konv<strong>en</strong>tionell tät asfaltbeläggning.<br />
2. Roterande ytslitage test – <strong>en</strong> ny metod för att testa d<strong>en</strong> mekaniska<br />
stabilitet<strong>en</strong> i dränasfalters yta. Syftet med metod<strong>en</strong> är att efterlikna de<br />
mekaniska påfrestningar som ett slitlager av dränasfalt utsätts för. Ett<br />
standardiserat gummidäck körs fram och tillbaka, under belastning, på ett<br />
roterande prov av <strong>en</strong> dränasfaltbeläggning. Det st<strong>en</strong>släpp som uppstår under<br />
d<strong>en</strong>na provning ger <strong>en</strong> bra indikation av dränasfalt<strong>en</strong>s mekaniska<br />
eg<strong>en</strong>skaper.<br />
Del 1<br />
Tvålagers dränasfalt erbjuder många fördelar. De har <strong>en</strong> bra dräneringskapacitet,<br />
de sätts inte ig<strong>en</strong> lika snabbt som <strong>en</strong>lagers dränasfaltbeläggningar och det är<br />
lättare att tvätta. Inte minst erbjuder de <strong>en</strong> bättre bullerreducerande förmåga än<br />
någon annan beläggning.<br />
VROM, ministeriet för samhällsplanering och miljötillsyn i Nederländerna har<br />
investerat i <strong>for</strong>skning rörande bullerreducerande eg<strong>en</strong>skaper i <strong>en</strong>- och tvålagers<br />
dränbeläggningar sedan 1984. Ett av skäl<strong>en</strong> är idén att det är effektivare ju<br />
närmare bullerkällan som bullerreduktion<strong>en</strong> kan göras. Detta betraktelsesätt är<br />
oftast billigare än bygga andra bulleravledande åtgärder som bullerskärmar och<br />
fasadisoleringar.<br />
En <strong>en</strong>kel jämförelse mellan kostnad<strong>en</strong> för fasadisolering och bullerreducerande<br />
dränasfaltbeläggningar har gjorts på ett antal stadsgator där något måste göras för<br />
att minska trafikbullret. Äv<strong>en</strong> om alla extra underhållskostnader medräknas,<br />
tvättning två gånger om året, ersätta slitlagret om ca sju år, så visar sig<br />
dränasfaltalternativet billigare äv<strong>en</strong> i relativt glest bebyggda områd<strong>en</strong>.<br />
52 VTI notat 26-2004
Området blir också attraktivare utan stora skymmande, avgränsande<br />
bullerskärmar eller bullerplank. Det är emellertid mycket viktigt att budgetera för<br />
de ökande framtida underhållskostnaderna redan vid beslutet att utföra <strong>en</strong><br />
dränasfalt för att reducera trafikbullret.<br />
Målet för buller<strong>for</strong>skning<strong>en</strong> var ursprunglig<strong>en</strong> att optimera bullerreduktion<strong>en</strong><br />
på landsbygdsvägar eller trafikleder. Detta resulterade i utveckling<strong>en</strong> av d<strong>en</strong><br />
första tvålagers dränasfaltkonstruktion<strong>en</strong> år 1989. Bullermätningar, utförda redan<br />
1990, visade att d<strong>en</strong>na typ av konstruktion åstadkom <strong>en</strong> betydande bullerreduktion<br />
i ett brett spektra av körhastigheter. D<strong>en</strong> mest anmärkningsvärda effekt<strong>en</strong> av<br />
tvålagerskonstruktion<strong>en</strong> var bullerreduktion<strong>en</strong> i körhastigheter under 70 km/tim.<br />
Därför blev konstruktion<strong>en</strong> intressant för användning äv<strong>en</strong> i tätorter. D<strong>en</strong><br />
mekaniska påfrestning<strong>en</strong> inom tätort<strong>en</strong> med mycket svängande och vridande<br />
trafik har dock begränsat användning<strong>en</strong>. Det har emellertid visat sig att<br />
motståndet mot skador från svängande trafik är bättre hos tvålagers<br />
dränasfaltkonstruktioner än konv<strong>en</strong>tionella <strong>en</strong>lagerskonstruktioner.<br />
Bullret från <strong>for</strong>don kan delas in i två källor; däck/vägbanebuller och buller från<br />
<strong>for</strong>donet självt (motor, kraftöverföring etc.). Däck/vägbanebullret är dominerande<br />
vid högre körhastigheter medan <strong>for</strong>donets buller dominerar vid låga körhastigheter.<br />
Fordonsbullret är g<strong>en</strong>erellt högre för tunga <strong>for</strong>don.<br />
Två olika mekanismer som orsakar däck/vägbanebuller är:<br />
1. Kompression och expansion av luft i och utanför däck/däcksmönstret.<br />
2. Vibrationer i däckstomm<strong>en</strong> och däcksmönstret.<br />
D<strong>en</strong> bullerreducerande effekt<strong>en</strong> från vägytan kan beskrivas av några<br />
yteg<strong>en</strong>skaper:<br />
1. Skrovlighet<strong>en</strong> hos vägytan, äv<strong>en</strong> kallad <strong>text</strong>ur<br />
2. Vägytans förmåga att absorbera buller, b<strong>en</strong>ämnd akustisk absorption.<br />
Tvålagers dränasfalt uppvisar <strong>en</strong> bullerreducerande effekt redan vid<br />
körhastigheter runt 50 km/tim.<br />
Som nämnts tidigare så är dränasfalt känslig för svängande/vridande tung<br />
trafik. Detta beror på d<strong>en</strong> öppna struktur<strong>en</strong>. I täta beläggningar finns mycket bruk<br />
som håller relativt få grova st<strong>en</strong>ar på plats. Grova st<strong>en</strong>ar i <strong>en</strong> dränasfalt hålls dock<br />
på plats g<strong>en</strong>om ett fåtal kontaktpunkter. Användning av <strong>en</strong> hög bindemedelshalt<br />
med högmodifierat bitum<strong>en</strong> kan stärka dessa kontaktpunkter så att inte<br />
st<strong>en</strong>material lossnar. Om st<strong>en</strong>ar börjar lossna ökar påfrestning<strong>en</strong> på omkringliggande<br />
kontaktpunkter och st<strong>en</strong>släpp<strong>en</strong> ökar accelererat.<br />
Högtrafikerade gator eller trafikleder i tätort är i regel i första hand aktuella för<br />
dränbeläggning. Problemet är dock att d<strong>en</strong>na typ av gator trafikeras av relativt<br />
tung trafik som bussar och lastbilar. Detta är inte ett problem på raksträckor eller<br />
kurvor med stor radie, m<strong>en</strong> <strong>en</strong> rekomm<strong>en</strong>dation är att inte använda dränasfalt i<br />
korsningar utan ersätta dränasfalt med exempelvis SMA som är mycket lik<br />
dränasfalt i <strong>text</strong>ur<strong>en</strong>.<br />
Många idéer har provats för att finna <strong>en</strong> bullerdämpande och hållbar tvålagers<br />
dränasfaltkonstruktion. Alternativet med <strong>en</strong> tvålagers dränasfalt med ett mycket<br />
fingraderat slitlager har varit mest framgångsrikt. Detta gav mycket lågt<br />
VTI notat 26-2004 53
däck/vägbanebuller samtidigt som bullerabsorbtion<strong>en</strong> är mycket hög. Ett<br />
fingraderat slitlager av dränasfalt är mindre känsligt för svängande/vridande<br />
trafik. Detta beror bl.a. på att däck<strong>en</strong> från tunga <strong>for</strong>don har mindre grepp på<br />
individuella st<strong>en</strong>ar i <strong>en</strong> fingraderad dränasfalt vilket minskar risk<strong>en</strong> för st<strong>en</strong>släpp.<br />
Det fingraderade slitlagret, 2–4 mm, har inte bara fördelar från akustisk och<br />
konstruktionsmässig synvinkel m<strong>en</strong> är äv<strong>en</strong> bra med avse<strong>en</strong>de på underhållet.<br />
Grövre smutspartiklar tränger inte ig<strong>en</strong>om det fingraderade slitlagret, inte <strong>en</strong>s<br />
sand tränger ig<strong>en</strong>om. Finare smutspartiklar stannar i det övre lagret och är också<br />
relativt lätt att tvätta bort därifrån. Beläggning<strong>en</strong> har också <strong>en</strong> ”självtvättande”<br />
effekt med hjälp av trafik<strong>en</strong> under regn.<br />
Det fingraderade slitlagret uppvisar också fördelar i samband med<br />
vinterunderhåll. Saltgranulatet tränger inte ig<strong>en</strong>om det fingraderade slitlagret och<br />
det upplösta saltet stannar kvar i högre grad i <strong>en</strong> fingraderad dränasfaltbeläggning<br />
jämfört med dränasfalt med grövre st<strong>en</strong>material.<br />
Efter allt laboratoriearbete utfördes år 1996 ett antal försökssträckor i ett antal<br />
städer i Nederländerna. Några försökssträckor utfördes äv<strong>en</strong> på <strong>en</strong> motorväg. De<br />
första intryck<strong>en</strong> av provbeläggningarna var positiva. Utläggning<strong>en</strong> av det <strong>en</strong>dast<br />
15 mm tjocka slitlagret var relativt svårt r<strong>en</strong>t tekniskt.<br />
Bullermätningar utfördes vid försökssträckorna <strong>en</strong>ligt d<strong>en</strong> s.k. Statistical Pass-<br />
By metod<strong>en</strong>. De första resultat<strong>en</strong> visade på <strong>en</strong> signifikant bullerreduktion redan<br />
vid <strong>en</strong> körhastighet på 40 km/tim. Vid 50 km/tim g<strong>en</strong>ererar d<strong>en</strong>na dränkonstruktion<br />
mindre än 6 dB lägre trafikbuller jämfört med <strong>en</strong> nylagd tät asfaltbeläggning<br />
vilket är 2 dB lägre än <strong>en</strong> konv<strong>en</strong>tionell dränasfalt.<br />
Resultat som visar motståndet mot svängande/vridande trafik är oklart eftersom<br />
försöksbeläggningarna <strong>en</strong>dast har trafikerats i ca 5 år. Tills vidare rekomm<strong>en</strong>deras<br />
att andra beläggningstyper används i korsningar och andra utsatta ställ<strong>en</strong>.<br />
D<strong>en</strong>na typ av beläggning provades första gång<strong>en</strong> för ca 10 år sedan och idén<br />
ansågs som tveksam. Konceptet har dock fungerat bra och det största projektet<br />
som g<strong>en</strong>omförts är i tätort<strong>en</strong> Breda där beläggning<strong>en</strong> nu är sju år gammal och<br />
fungerar <strong>for</strong>tfarande.<br />
Del 2 – Rotating Surface Abrasion Test<br />
Forskning med avsikt att optimera styrkan och hållbarhet<strong>en</strong> hos dränasfaltbeläggningar<br />
har saknat ett fungerande test. För att undersöka dränasfalts slitstyrka<br />
på olika nya dränasfaltbeläggningar utvecklade Heijmans <strong>for</strong>skningslaboratorium<br />
<strong>en</strong> ny metod. Metod<strong>en</strong> försöker simulera de påfrestningar ett slitlager av dränasfalt<br />
utsätts för i verklighet<strong>en</strong>. Ett belastat gummihjul körs fram och tillbaka på ett<br />
beläggningsprov som roterar. Testet på 24 timmar och dränasfalt<strong>en</strong>s yta påminner<br />
då utse<strong>en</strong>demässigt om <strong>en</strong> gammal dränasfalt. Beläggningsprovet vägs före, under<br />
och efter testet.<br />
54 VTI notat 26-2004
Long Life Op<strong>en</strong> Graded Asphalt<br />
R D Leach, A/Manager Surfacing Technology<br />
S Walton, A/S<strong>en</strong>ior Research Sci<strong>en</strong>tist<br />
Main Roads Western Australia<br />
”Dränasfalt blir <strong>en</strong> allt mer vanligt förekommande beläggning. D<strong>en</strong> har ett flertal<br />
positiva eg<strong>en</strong>skaper relaterade till trafiksäkerhet och bullerreduktion vilket är<br />
viktigt framför allt för användning på högtrafikerade vägar med hög körhastighet.<br />
Fördelarna inbegriper också minskad risk för vatt<strong>en</strong>planing, minskat sprut och<br />
stänk och lägre däck/vägbanebuller.” AUSTROADS 1997.<br />
Äv<strong>en</strong> om dränasfalt har ovan beskrivna eg<strong>en</strong>skaper så har dränasfalt också<br />
kortare livslängd än tätgraderad asfaltmassa vilket har påverkat användning<strong>en</strong> av<br />
dränasfalt negativt. D<strong>en</strong>na rapport beskriver ett laboratorie- och fältförsök inriktat<br />
mot att förlänga dränasfalt<strong>en</strong>s livslängd g<strong>en</strong>om att tillämpa d<strong>en</strong> s<strong>en</strong>aste<br />
utveckling<strong>en</strong> inom asfaltteknologin. Dessa möjligheter inkluderar användning av<br />
polymerer och cellulosafiber för att möjliggöra <strong>en</strong> tjockare bindemedelsfilm på<br />
st<strong>en</strong>materialet samt förbättring andra eg<strong>en</strong>skaper.<br />
D<strong>en</strong>na rapport beskriver <strong>en</strong> laboratorieundersökning omfattande volymetrisk<br />
design baserad på gyratorisk packning, styvhetsmodul och krypförsök. Resultatet<br />
från d<strong>en</strong>na provning jämförs med Marshall parametrar. Rapport<strong>en</strong> beskriver också<br />
ett fältförsök med ett urval av massor som utvecklats med ny design.<br />
Livslängd<strong>en</strong> på dränasfaltbeläggningar har i Australian varit ca 10 år om<br />
dränasfalt<strong>en</strong> har legat på normalt styva konstruktioner och ca 7 år på mindre styva<br />
konstruktioner. Felet på dränasfalt på de först nämnda konstruktionerna är<br />
st<strong>en</strong>släpp från beläggningsytan bero<strong>en</strong>de på att bindemedlet har hårdnat på grund<br />
av oxidation. På de mindre styva konstruktionerna är det vanligtvis sprickbildning<br />
på grund av utmattning. Äv<strong>en</strong> om dessa livslängder är relativt bra, internationellt<br />
sett, baserades de på asfaltteknologi från 1970-talet varför det borde vara möjligt<br />
att förbättra eg<strong>en</strong>skaperna med nya material och ny teknik.<br />
Med utgångspunkt från det startades ett projekt som omfattade följande idéer<br />
g<strong>en</strong>om användning av:<br />
• mjukare bitum<strong>en</strong> för att minska oxidationstakt<strong>en</strong><br />
• polymermodifierade bitum<strong>en</strong> för att förbättra bitum<strong>en</strong>- och<br />
massaeg<strong>en</strong>skaper<br />
• mer öpp<strong>en</strong> gradering för att öka hålrumsvolym<strong>en</strong> och för att möjliggöra<br />
tjockare bindemedelsfilm<br />
• fibrer för att minska bindemedelsavrinning.<br />
Standarddesign<strong>en</strong> för dränasfalt i Australi<strong>en</strong> hade <strong>en</strong> relativt typisk gradering och<br />
över<strong>en</strong>sstämde med internationella korngraderingar. Målsättning<strong>en</strong> med d<strong>en</strong> nya<br />
design<strong>en</strong> var att maximera bindemedelsfilm<strong>en</strong>s tjocklek och hålrumsvolym<strong>en</strong> och<br />
detta gjordes g<strong>en</strong>om att minska andel<strong>en</strong> finmaterial samt använda snävare<br />
fraktioner av det grövre st<strong>en</strong>materialet (mer <strong>en</strong>sartad storlek). Två lokala<br />
st<strong>en</strong>material användes, ett med 10 mm som största st<strong>en</strong>storlek, det andra med<br />
7 mm. Dessa kombinerade i proportioner.<br />
VTI notat 26-2004 55
Massadesign Standard LL100 LL90/10 LL80/20 LL70/30<br />
St<strong>en</strong>blandning 10/7 mm – 100/0 90/10 80/20 70/30<br />
Siktstorlek mm Passerande mängd, vikt-%<br />
13,2 100 100 100 100 100<br />
9,5 95 90,1 91,2 92,2 93,1<br />
4,75 35 2,0 6,7 11,0 15,4<br />
2,36 13 1,8 2,9 3,5 4,2<br />
1,18 11 1,8 2,9 3,5 4,2<br />
0,300 7 1,8 2,1 2,3 2,5<br />
0,075 3 1,8 2,0 2,1 2,3<br />
Dessa massor testades med <strong>en</strong> rad olika bindemedel och bindemedelshalter.<br />
Bindemedlet i Standard massan var ett Class 320 bitum<strong>en</strong>. I detta försök användes<br />
också Class 170 bitum<strong>en</strong> och ett polymermodifierat bitum<strong>en</strong>. Polymermodifiering<strong>en</strong><br />
utgjordes av etyl<strong>en</strong>-vinyl-acetat (EVA) dels på grund av resursbrist, dels<br />
bero<strong>en</strong>de på att goda resultat med EVA hade rapporterats från södra Australi<strong>en</strong>.<br />
Användning av 0,3 vikt-% av massan ingick som <strong>en</strong> försöksparameter. Alla<br />
massor innehöll 1,5 % släckt kalk som vidhäftningsbefrämjare.<br />
Provkroppar tillverkades av de blandade massorna g<strong>en</strong>om gyratorisk packning<br />
och instampning <strong>en</strong>ligt Marshall. De mest relevanta och intressanta resultat<strong>en</strong><br />
visas i nedanstå<strong>en</strong>de tabell:<br />
Massadesign Standard Standard<br />
320p/f<br />
LL90/10 LL80/20 LL70/30<br />
St<strong>en</strong>blandning % 10/70 mm - - 90/10 80/20 70/30<br />
Bindemedelstyp Class 320 Class 320 Class 170 Class 170 Class 170<br />
Tillsatser (polymer/fiber) – p/f p/f p/f p/f<br />
Bindemedelshalt vikt-% 4,4 4,1 4,6 5,3 5,3<br />
Bindemedelsfilm tjlk µm 13,5 14,1 30,9 32,0 32,2<br />
Marshallprovkroppar<br />
Hålrumsvolym vol-% 20,2 21,1 23,8 22,8 22,8<br />
Stabilitet kN 5,8 6,2 3,2 4,6 5,3<br />
Flytvärde mm 2,5 2,0 2,4 2,0 1,7<br />
Gyratoriskt packade<br />
Hålrumsvolym vol-% 25,1 20,6 26,7 27,1 26,7<br />
Modul MPa 1 973 3 420 1 715 2 035 1 545<br />
Krypning 142 10,7 79,3 200 279<br />
Permeabilitet L/min 0,82 0,32 2,01 1,82 1,58<br />
Diskussion av försöksresultat<br />
Standardmassan uppvisade ganska typiska eg<strong>en</strong>skaper på Marshallprovkroppar<br />
med låg styvhetsmodul och dåligt krypvärde jämfört med täta asfaltmassor som<br />
vanligtvis ligger runt 5 000 MPa respektive 1 till 2. Tillsats<strong>en</strong> av EVA och fiber<br />
höjde modul<strong>en</strong> och förbättrade krypeg<strong>en</strong>skaperna avsevärt.<br />
56 VTI notat 26-2004
Dränmassorna med modifierat bitum<strong>en</strong> uppvisade Marshalleg<strong>en</strong>skaper som var<br />
rimliga äv<strong>en</strong> om stabilitetsvärd<strong>en</strong>a var lägre och hålrumsvolym<strong>en</strong> högre. Modul-<br />
och krypvärd<strong>en</strong> för de massorna med modifierat bitum<strong>en</strong> var dåliga jämfört med<br />
tät asfaltbeläggning m<strong>en</strong> bedömdes vara acceptabla i jämförelse med standarddränmassan<br />
som har fungerat ganska bra under trafikbelastning.<br />
Bindemedelsfilm<strong>en</strong>s tjocklek, som bedöms som viktig, beräknades <strong>en</strong>ligt<br />
Austroads 1997, hade förbättrats avsevärt. Standardmassans bindemedelstjocklek<br />
var tunn, lite mindre än 15µm medan massorna med modifierat bitum<strong>en</strong> hade <strong>en</strong><br />
filmtjocklek på ca 32µm. Med kännedom om standardmassans livslängd borde<br />
massorna med modifierat bitum<strong>en</strong> uppnå <strong>en</strong> högre livslängd ute i verklighet<strong>en</strong>.<br />
Jämfört med standardmassan ökade hålrumsvolym<strong>en</strong> i massorna med<br />
modifierat bitum<strong>en</strong> något i Marshallprovkropparna medan hålrumsvolym<strong>en</strong> ökade<br />
betydligt mer i de provkroppar som packats med gyratorisk packning.<br />
Värd<strong>en</strong>a för permeabilitet i de gyratoriskt packade provkropparna speglar de<br />
höga hålrumsvolymerna.<br />
Bindemedelsavrinning<strong>en</strong> var acceptabel för alla provade massor varför det inte<br />
bör uppstå problem med avrinning under transport<strong>en</strong>.<br />
Fältförsök<br />
Begränsade fältförsök utfördes med några utvalda dränmassor för att kontrollera<br />
om det var möjligt för <strong>en</strong> lokal asfaltproduc<strong>en</strong>t att tillverka massor som innehåller<br />
polymerer och cellulosafiber, att kontrollera massornas bearbetbarhet och<br />
eg<strong>en</strong>skaperna i dränmassan vid nytillstånd som exempelvis hålrumsvolym<strong>en</strong>.<br />
Beläggningarna utfördes på <strong>en</strong> motorväg med ett sunt strukturellt tillstånd och<br />
hade nylig<strong>en</strong> försetts med ett 10 mm tjockt lager tät asfaltbetong. Motorväg<strong>en</strong>s<br />
trafikmängd uppgår till ca 44 000 <strong>for</strong>don per dygn fördelat på två körfält i <strong>en</strong><br />
riktning, hastighetsbegränsning<strong>en</strong> är 100 km/tim.<br />
Efter resultat<strong>en</strong> från laboratorieundersökning<strong>en</strong> gjordes bedömning<strong>en</strong> att de<br />
extremt <strong>en</strong>sartade sammansättningarna i 90/10 och 100/10 inte skulle fungera i<br />
fältförsöket. Äv<strong>en</strong> om också 80/20 och 70/30 hade <strong>en</strong> ganska extrem sammansättning<br />
jämfört med standardmassan ändå skulle kunna tillverkas och utföras till<br />
<strong>en</strong> fungerande beläggning. Standardmassan kom med som <strong>en</strong> kontrollsträcka samt<br />
<strong>en</strong> polymermodifierad version av standardmassan.<br />
Utförandet av försökssträckorna med dränasfaltmassorna gick inte så bra som<br />
väntat. Asfaltproduc<strong>en</strong>terna hade problem med att tillverka massorna,<br />
förmodlig<strong>en</strong> för att de inte var vana att hantera cellulosafiber och polymermodifierade<br />
bindemedel. De flesta stora asfaltverk i Australi<strong>en</strong> utgörs av<br />
trumblandningsverk vilka är svåra att anpassa för tillsats av cellulosafiber. Detta<br />
innebar att de flesta anbudsgivarna var sådana som hade satsblandningsverk.<br />
Utöver problem<strong>en</strong> med att hantera tillsatsmedl<strong>en</strong> så var det inledningsvis problem<br />
att erhålla rätt korngradering trots att sammansättning<strong>en</strong> <strong>en</strong>dast bestod av två<br />
fraktioner. Standard<strong>en</strong> på utläggningsarbetet var inte heller bra vilket orsakade<br />
många partier med mycket råa ytor. Det är dock mycket troligt att ovanstå<strong>en</strong>de<br />
problem kan övervinnas, m<strong>en</strong> det visar på nödvändighet<strong>en</strong> att lokala tillverkare att<br />
aktivt följa utveckling<strong>en</strong> inom asfaltteknik<strong>en</strong>.<br />
Kontrollsträckorna med standardmassor utfördes utan större problem med<br />
korngradering eller bindemedelshalter.<br />
VTI notat 26-2004 57
Efter 18 månaders trafikering är samtliga försökssträckor i god kondition. Det<br />
förekommer inga synliga skador äv<strong>en</strong> om ytan är lite rå med dålig finish. Vissa av<br />
sträckorna är också för ojämna som resultat av problem<strong>en</strong> vid utförandet. Ing<strong>en</strong><br />
sträcka uppvisar de<strong>for</strong>mationer i spår<strong>en</strong>. Reduktion<strong>en</strong> i hålrumsvolym är<br />
signifikant. Skillnad<strong>en</strong> i hålrumsvolym vid trafikpåsläppet och mätningar efter<br />
18 månader är mellan 1 och 3,4 vol-% bero<strong>en</strong>de på dränasfaltmassa. Skillnad kan<br />
förklaras av massornas olika design m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> av att dränbeläggningarna har<br />
packats olika vid utförandet eller efterpackats av trafik<strong>en</strong>.<br />
Ytterligare <strong>for</strong>skning behöver g<strong>en</strong>omföras med ett bredare sortim<strong>en</strong>t med<br />
modifierade bindemedel.<br />
58 VTI notat 26-2004
6 Slutsatser och rekomm<strong>en</strong>dationer<br />
Mot bakgrund av d<strong>en</strong> g<strong>en</strong>omförda litteraturstudi<strong>en</strong> kan följande sammanställning<br />
av slutsatser och rekomm<strong>en</strong>dationer göras:<br />
• Förutsättningarna för att använda dränerande asfalt på sv<strong>en</strong>ska vägar har<br />
förbättrats eftersom slitaget från dubbdäck har minskat avsevärt, idag <strong>en</strong>dast ca<br />
25 % jämfört med 1980-talets slut.<br />
• Det minskade slitaget gör det också möjligt att använda st<strong>en</strong>material av mindre<br />
storlek – ned till 8 mm.<br />
• Dränerande asfalt bör <strong>en</strong>dast användas på gatu/vägavsnitt där beläggning<strong>en</strong>s<br />
eg<strong>en</strong>skaper, framför allt bullerreducering och vatt<strong>en</strong>planing, gör stor nytta.<br />
• Dränasfaltkonstruktioner uppbyggda av två lager dränasfalt, ett relativ tunt<br />
lager med relativt lit<strong>en</strong> st<strong>en</strong>storlek överst och ett tjockare lager under med<br />
grövre st<strong>en</strong>. Högkvalitativt st<strong>en</strong>material i det övre lagret medan ett något sämre<br />
material kan användas i det undre.<br />
• St<strong>en</strong>arnas <strong>for</strong>m och sammansättning<strong>en</strong> av kornkurvan kombinerat med optimal<br />
bindemedelsmängd är mycket viktig för att dränasfalt<strong>en</strong> skall få rätt<br />
eg<strong>en</strong>skaper och så lång funktionstid som möjligt. Ev<strong>en</strong>tuell tillsats av fiber kan<br />
krävas.<br />
• Polymermodifierade eller andra modifierade bindemedel bör användas. Det är<br />
också viktigt att st<strong>en</strong>materialet och bindemedlet matchar varandra. Ev<strong>en</strong>tuellt<br />
kombinerat med någon typ av vidhäftningsbefrämjande tillsats.<br />
• Noggrann testning av dränasfalt<strong>en</strong>s funktionseg<strong>en</strong>skaper (hålrum, b<strong>en</strong>äg<strong>en</strong>het<br />
till avrinning, vidhäftning, permeabilitet, partikelsläpp, polering) bör göras på<br />
laboratorium.<br />
• En mindre försöksyta bör utföras under realistiska förhålland<strong>en</strong>.<br />
• Användning av dränasfalt bör undvikas i gatu/vägkorsningar med mycket<br />
svängande trafik samt i rondeller.<br />
• Dränasfalt skall inte användas på ytor som inte kan läggas med utläggare.<br />
• Dränkonstruktion<strong>en</strong> bör r<strong>en</strong>sas med vatt<strong>en</strong> med hjälp av högtryckstvätt<br />
kombinerat med vakuumsugning.<br />
VTI notat 26-2004 59
7 Litteraturförteckning<br />
Försök med stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger<br />
Statusrapport nr 45, 1996<br />
Vejdirektoratet<br />
Improvem<strong>en</strong>t of Mix Design <strong>for</strong> Porous Asphalt<br />
EMPA-Nr. FE 840221<br />
The design of porous asphalt mixtures to per<strong>for</strong>mancerelated criteria<br />
by J C Nicholls and I G Carswell<br />
TRL Report 497<br />
Udvikling af stöjreducer<strong>en</strong>de vejbelaegninger till bygader<br />
Statusrapport efter 3 års målinger<br />
Rapport 4, 2002<br />
Hans B<strong>en</strong>dts<strong>en</strong>, Lars Ellebjerg Lars<strong>en</strong>, Poul Greibe<br />
Dra<strong>en</strong>asfalt og trafiksikkerhed – et litteraturstudie<br />
Vejdirektoratet<br />
Notat nr 72, 2000<br />
Belaegningsteknologi, stöj og to-lags dra<strong>en</strong>asfalt i Holland<br />
Noter fra <strong>en</strong> studietur i maj 1999<br />
Vejdirektoratet<br />
Notat 64, 1999<br />
Off<strong>en</strong>porige Asphaltdeckschicht<strong>en</strong> aur Außerortsstraß<strong>en</strong><br />
Berichte der Bundesanstalt für Straß<strong>en</strong>wes<strong>en</strong><br />
Straß<strong>en</strong>bau Heft S 12, 1996<br />
Optimierung und Qualitätssicherung off<strong>en</strong>poriger Asphaltdeckschicht<strong>en</strong><br />
Forschung Straß<strong>en</strong>bau und Straß<strong>en</strong>verkehrstechnik, Heft 765, 1999.<br />
Herausgegeb<strong>en</strong> vom Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswes<strong>en</strong>.<br />
Op<strong>en</strong> Graded Asphalt Design Guide<br />
Australian Asphalt Pavem<strong>en</strong>t Association, 1997<br />
Drainer<strong>en</strong>d Asfaltbeton (ZOAB) <strong>en</strong> de verkeersveiligheid<br />
J.P.M. Tromp<br />
SWOV, 1996<br />
Porous Asphalt (two-layered) – Optimising and Testing<br />
Bochove van, Ir,G.G.;Heijmans Civil Engineering B.V., The Netherlands)<br />
Long Life Op<strong>en</strong> Graded Asphalt<br />
R D Leach, A/Manager Surfacing Technology<br />
S Walton, A/S<strong>en</strong>ior Research Sci<strong>en</strong>tist<br />
Main Roads Western Australia<br />
60 VTI notat 26-2004