26.09.2013 Views

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!