session 69 fredrik hellman
DESCRIPTION
Nedbrytning av obundna material vid tung byggtrafikTRANSCRIPT
Nedbrytning av obundna material vid
tung byggtrafik – mikrostrukturanalysFredrik Hellman
Personer som deltagit
» Håkan Arvidsson (VTI)
» Karin Appelquist (CBI)
» Linus Brander (CBI)
Trafikverket har finansierat projektet
» Urban Åkesson
» Klas Hermelin
Bakgrund
» Skador uppkommer då byggtrafik trafikerar
obundna lager
» Bergmaterial komprimeras och krossas ner
under lasten av byggtrafik
» Kan vi höja kvalitén på obundna lager och
minska skadorna?
» Ställs rätt krav på obundna lager?
» Förstår vi mekanismerna och orsakerna?
SyfteDetta projekt:
» Undersöka koppling mellan mineralogi
(mikrostruktur) och mekaniska egenskaper
» Vilka mineralogiska egenskaper är viktiga
och kan dom kopplas till nedbrytning och
mekaniska analyser (kravnivåer)
Relaterade projekt
» Undersökning av samband mellan
nedbrytning från hjullast och mekaniska
analyser (Los Angeles, Mikro Deval)
» Arvidsson och Hellman (kommande rapport)
» HVS tester och mekaniska labb-analyser
görs på samma bergmaterial därför kan
resultaten användas
Metod
» Utnyttja spårdjupsdata från HVS försök av
obundna bärlager och mekaniska
analysdata (LA och MDE)
» Koppla dessa till ballastens petrografi
(mineralogi och mikrostruktur) och
nedkrossningsgrad
Testade bergmaterial
Beteckning på bergart
LA MDE FI Ρ
g/cm3
Bergart
H 36 8 14 2,63 Granit, röd
V 28 16 21 2,80 Granit, gnejs, mörkgrå
S 21 5 27 2,64 Granit, grå-röd
F 38 9 17 2,64 Granit, röd-grå
K 34 10 16 2,69 Granit, gnejs, grå
N 62 38 7 3,15 Amfibolit, gnejs, svart grå
E6 44 11 10 2,63 Granit
T 29 18 16 2,74 Granit
S2 21 5 27 2,64 Granit, grå-röd (dubbelprov)
St 27 9 13 2,74 Kvarts monzonit
Vält och HVS
Provtagning av ostörda prover
Provkoppar
Provernas placering
Proverna finns både utanför (Kant) och i
HVS-hjulets spår (Spår).
Planslip
Ingjutning av provet i
fluorescerande epoxi
• Sågat tvärsnitt
• Ytan poleras så den
kan studeras i
mikroskop i UV ljus
Analys av ostörda prover
• Antal krossade
korn >2 mm
• Krossprodukter
Resultat, nedkrossning vs LA
R² = 0.671
R² = 4E-06
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
0 10 20 30 40 50 60 70
KR
OSS
PR
OD
/AN
TAL
KR
OSS
AD
E K
OR
N
LA-tal
Prover i kant
Prover i spår
Linear (Prover i kant)
Linear (Prover i spår)
» Proverna i kanten har bra
korrelation
» Krossning från kompaktering
» Proverna i spår har ingen
korrelation
» Omlagring
» Svårt att identifiera antal
krossade korn
Mineralogi vs Spårdjup• Större spårdjup med ökad andel kvarts och plagioklas
• Mindre spårdjup med ökad andel K-fsp, glimmer och amfibol
Resultat, Mekaniska analyser
vs. Spårdjup
• Inget tydligt samband
Finandel vs spårdjup
• Jämförelse av
finandelen före och
efter test
• Röda punkter är ca
0-5 cm djup
• Blå punkter är ca 5-9
cm djup
• En ökning av
finmaterial ger
mindre spårdjup
Slutsatser
» Inget samband mellan bergmaterialens LA- resp. MDE värden och spårdjupsutveckling
» Mineralogin påverkar spårdjupsutvecklingen » Högre halt av kvarts och plagioklas ger större spårdjupsutveckling
» Högre halt av kalifältspat, glimmer och amfibol ger mindre spårdjupsutveckling
» Kompaktering och byggtrafik krossar ner ballastkorn» Samband mellan graden av nedkrossning och bergartens LA-värde och
MDE
» Krossningen ger ökad stabilitet och mindre spårdjupsutveckling
» Resultaten indikerar vikten av att anpassa kornkurvan till egenskaperna på bergmaterialet
» Kanske kan ”dåliga” material användas med bra resultat genom att justera kornkurvan så att en viss nedkrossning vid kompakteringen kan tillåtas.» För mycket finmaterial ökar känsligheten för fukt och minskar stabiliteten