Change search
Link to record
Permanent link

Direct link
Alternative names
Publications (10 of 10) Show all publications
Ahmed, A. W., Larsson, M. & Said, S. (2024). Utilizing GPR and FWD for Pavement Structural Assessment and Moisture Detection. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Utilizing GPR and FWD for Pavement Structural Assessment and Moisture Detection
2024 (English)Report (Other academic)
Alternative title[sv]
Utnyttja GPR och FWD för bedömning av vägöverbyggnadstillstånd under fuktinverkan
Abstract [sv]

Tillståndet hos vägöverbyggnader påverkas bland annat av förekomsten av vatten och fukt i vägkonstruktionen. Förekomst av vatten accelererar nedbrytningen av vägen och leder till dyra underhållskostnader. Forskningen har visat att betydande vägandelar behöver tidigarelägga underhållsåtgärder, oavsett trafikvolymen på grund av fuktrelaterade skador. Övervakning av fuktförhållanden i synnerhet med icke-förstörande och kontinuerliga metoder är därför bra att ha vid val av lämplig underhållsåtgärd. Dessutom är det värdefullt att känna till fukttillståndet i vägen för en mer korrekt bedömning av bärighetsmätningar med FWD (fallviktapparat) eller TSD (Traffic Speed Deflectometer), särskild under våren (upptiningsperiod).

I denna studie används en flermottagande markradar (GPR) och en fallviktsdeflektometer för bedömning av fuktnivåer och strukturellt tillstånd för en fullskalig vägkonstruktion inomhus. Grundvattennivåer i vägkonstruktionen varierades genom tillförsel av vatten i testkonstruktionen. GPR-mätningarna rapporterar en relativ vattenhalt i testkonstruktionen. Resultaten visade en uppenbar korrelation mellan fallviktsmätningarna och de genomsnittliga GPR-hastighetsmätningarna för de undersökta testerna. Vidare forskning av andra GPR-parametrar, såsom frekvens, magnitud och amplitud för GPR-signalen, rekommenderas.

Abstract [en]

Asphalt pavement performance is affected by the presence of water(moisture). Increased moisture within the road structure can result in substantial cost increase for the for society. Research have showed that significant portion of the road sections need early maintenance measures regardless of traffic volume due to moisture-related damages. Monitoring moisture conditions, preferably using a non-destructive continuous method, offers important information into the decision-making and selecting appropriate maintenance intervention. Furthermore, understanding moisture conditions is critical for accurately interpreting automatic road condition measurements, especially during the spring (thawing) when the roads exhibit the lowest load bearing capacity due to increased levels of moisture.

This study employed a multi-receiver ground penetrating radar (GPR) and a falling weight deflectometer (FWD) devices to assess moisture levels and structural condition of field and indoor full-scale test roads. The groundwater level of the test road was varied by introducing water to the system. The results revealed an apparent correlation between the FWD and the average GPR velocity measurements. The GPR measurements provided a relative water content of the test roads. Further exploration of other GPR parameters, such as frequency, magnitude, and amplitude of the GPR signal is recommended.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2024. p. 35
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
GPR, FWD, moisture content, moisture damage, GPR, FWD, fukthalt, fuktskador
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Vidmakthålla
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-19918 (URN)
Projects
Mätning av fukt/vatten vid FWD mätningar och dess effekter på asfalten/Utilizing GPR and FWD for Pavement Structural Assessment and Moisture Detection
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2021/11158
Available from: 2025-07-08 Created: 2025-07-08 Last updated: 2025-09-04
Dinegdae, Y. & Ahmed, A. W. (2023). Implementation of energy-based models for pavement performance evaluation: Summary of results. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Implementation of energy-based models for pavement performance evaluation: Summary of results
2023 (English)Report (Other academic)
Alternative title[sv]
Implementering av energibaserade modeller för utvärdering av beläggningsprestanda : sammanfattning av resultat
Abstract [en]

Currently operational pavement design systems utilize empirical relationships to predict the long-term performance of pavement structures. These weak empirical couplings define the pavement response to environmental and traffic loads. The Swedish Transport Administration in close collaboration with the pavement industry has initiated a multi-year program with the aim of developing and implementing advanced models for Swedish conditions. The implementation of the program was carried out in phases and during these phases different activities were executed. 

This report presents and summarizes the main findings of the implementation project. The summary includes the development and enhancement of advanced material models and the incorporation of these models into a windows-based pavement analysis tool. Material models that are developed on the basis of micromechanics and mixture morphology are utilized for the prediction of asphalt mixture properties such as viscosity, shear modulus, phase angle, scalar modulus, creep rate and dynamic modulus. These material models account for factors such as temperature and rate of loading and are verified for a number of Swedish mixtures. The windows-based pavement analysis tool was developed using an interactive and dynamic Python programming language and incorporates energy-based methods for the prediction of rutting and cracking. The tool incorporates features for the prediction of pavement temperature profile and the integration of axle load spectra (ALS). 

The developed and enhanced material models have been observed to provide reasonable and acceptable predictions while the Windows-based pavement analysis tool is observed to be stable andefficient. The analysis of different scenarios has shown that the linear elastic analysis (LEA) based cracking model provides predictions that are reasonable. The finite element method (FEM) based cracking and rutting models, on the other hand, are observed to deliver results that are over exaggerated and unacceptable. To improve further the accuracy of predicted results, it is strongly recommended that both the rutting and cracking predictive models should be verified, calibrated and validated for Swedish conditions.

Abstract [sv]

För närvarande operativa beläggningsdesignverktyg använder empiriska samband för att förutsäga den långsiktiga prestandan hos beläggningssektioner. Dessa svaga empiriska kopplingar definierar beläggningars respons på miljö- och trafikbelastningar. Trafikverket i nära samarbete medbeläggningsbranschen har initierat ett flerårigt program med syfte att utveckla och implementera avancerade modeller för svenska vägar. Programmet genomfördes i två faser och under dessa faser genomfördes olika aktiviteter. 

Denna rapport presenterar och sammanfattar de viktigaste resultaten av implementeringsprojektet. Sammanfattningen inkluderar utveckling och förbättring av avancerade materialmodeller och integreringen av dessa modeller i ett Windows-baserat beläggningsanalysverktyg. Materialmodeller som är utvecklade på basis av mikromekanik och morfologi används för att förutsäga asfaltmassan egenskaper såsom viskositet, skjuv modul, fasvinkel och dynamisk modul. Dessa materialmodeller beaktas faktorer som temperatur och frekvens och är verifierade för flera svenska massor. Det Windows-baserat beläggningsanalysverktyget utvecklades med ett interaktivt och dynamiskt Python-programmeringsspråk och innehåller energibaserade metoder för att förutsäga spår- och sprickbildning. Verktyget tillåter integreringen av axellaster från tunga fordon. Det kan också förutsäga asfaltslagret temperatur. 

Materialmodellerna har observerats ge rimliga och acceptabla resultat. Det Windows-baserade beläggningsanalysverktyget har också observerats vara stabilt och effektivt. Analysen av olika typer av vägar har visat att den sprickbildningsmodellen med linjära elastiska analysen (LEA) ger rimliga resultat. Den finita elementmetod (FEM) spårbildningsmodellen ger resultat som är orimligt. För att ytterligare förbättra resultaten rekommenderas starkt att både spår- och sprickbildningsmodellerna kalibreras och valideras för svenska vägar. 

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2023. p. 63
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Energy-based, micromechanics, aging, application tool, calibration, validation, implementation, Energibaserat, mikromekanik, åldrande, applikationsverktyg, kalibrering, validering, implementering
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-19921 (URN)
Projects
BVFF Mechanics-based pavement performance analysis and design framework for Swedish conditions / BVFF svenskt program för väganalys och dimensionering baserat på materialvetenskap och mekanik
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2019/124129
Note

Final report to funder where the VTI report template has been used. The publication is not a VTI report.

Avrapportering till finansiär där mallen till VTI rapport har använts. Publikationen är inte en VTI rapport. 

Available from: 2025-07-09 Created: 2025-07-09 Last updated: 2025-09-04
Rahman, S., Waldemarson, A. & Ahmed, A. (2022). Evaluation of conditioning methods for the determination of water sensitivity of asphalt concrete mixtures: comparison of MIST, SS-EN 12697-12:2018 (Method A) and TDOK 2017:0650. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Evaluation of conditioning methods for the determination of water sensitivity of asphalt concrete mixtures: comparison of MIST, SS-EN 12697-12:2018 (Method A) and TDOK 2017:0650
2022 (English)Report (Other academic)
Alternative title[sv]
Utvärdering av konditioneringsmetoder för bestämning av vattenkänslighet för asfaltbeläggningar
Abstract [en]

Water or moisture in different physical states is a major factor that contributes to various forms of damages in asphalt concrete (AC) pavements. For pavement design and maintenance, it is essential to evaluate the AC mixtures with respect to water/ moisture damage susceptibility. In Sweden, this is currently done according to the Swedish standard (TDOK 2017:0650) or alternatively can be done according to the European standard (SS-EN 12697-12). However, these methods are time consuming, and they do not simulate the pumping action of water due to passing wheels. On the other hand, the Moisture Induced Sensitivity Test (MIST) is intended to be a quick method that applies cyclic pore pressure to simulate the repeated pumping action of water. However, it is a relatively new approach that has not yet been properly studied for Swedish conditions and yet to be standardized in Europe. 

In this project, the MIST, TDOK and the EN methods were evaluated using five different AC mixes. Results showed that the MIST with 12,000 cycles and the TDOK method have comparable and the strongest effect on the stiffness properties. MIST with 3,500 and 7,000 cycles and the EN method showed identical and relatively weak impact of water. MIST also indicated the changes of the indirect tensile strengths of the specimens. However, compared to the TDOK or EN methods, the changes in the indirect tensile strengths due to MIST conditioning were smaller. Overall, MIST was concluded to be a quicker, more convenient and a more realistic alternative. Comparing the various mixes with respect to moisture sensitivity, binder content and air voids showed great influences. The specimens with cut surfaces were less affected by moisture conditioning. The addition of amine additives significantly improved the resistance to moisture damage of the mixes. Generally, the results of this study formed the basis for further development of the EN and TDOK method as well as standardizing the MIST conditioning method in Europe.

Abstract [sv]

Vatten och fukt är en av faktorerna som bidrar till olika former av skador i asfaltbeläggningar (AC). Vid val och kvalitetskontroll av beläggning är det viktigt att utvärdera den med avseende på vattenkänslighet. I Sverige görs detta för närvarande enligt den svenska standarden (TDOK 2017: 0650) och i Europa enligt den europeiska standarden (SS-EN 12697-12). Dessa metoder är emellertid tidskrävande och de simulerar inte vattnets dynamiska portryck i beläggningen som uppkommer när hjul passerar över. En ny metod, Moisture Induced Sensitivity Test (MIST) är en snabb metod som inducerar cykliskt portryck i provkroppen för att simulera pumpning av vatten i en beläggning. Metoden har ännu inte studerats ordentligt för svenska förhållanden och den är ännu inte en standardiserad metod i Europa. 

I detta projekt utvärderades MIST-, TDOK- och EN-metoderna med hjälp av fem olika asfaltmassor. Resultaten visade att MIST med 12 000 cykler och TDOK-metoden gav jämförbara och starkaste effekter på styvhetsegenskaperna. MIST med 3 500 och 7 000 cykler och EN-metoden visade identisk och relativt svag inverkan av vattenkonditionering. MIST indikerade också förändringarna av provens indirekta hållfasthet. Men jämfört med TDOK- eller EN-metoderna var förändringarna i indirekt hållfasthet på grund av MIST-konditionering mindre. Sammantaget verkade MIST vara en snabbare, lättare och mer realistisk metod än de övriga metoderna för att utvärdera vattenkänslighet hos asfaltsbeläggningar. Bland asfaltmassorna var de med det mjukare bindemedlet och med lägre bindemedelshalt de mest påverkade. Asfaltmassan med högre hålrum var också mer påverkad än tätare provkroppar. Proverna med sågade ändytor påverkades mindre än de med osågade ändytor. Tillsats av vidhäftningsmedel (amin) förbättrade avsevärt motståndet mot fuktskador hos massorna. Resultaten av denna studie ger underlag för fortsatt utveckling av EN- och TDOK-metoderna samt argument för att standardisera MIST-konditioneringsmetoden i Europa.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2022. p. 30
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Water sensitivity, moisture damage, asphalt concrete, conditioning, MIST, European standard, TDOK, stiffness, ITSR, Vattenskador, asfaltmassa, konditionering, MIST, europeisk standard, TDOK, styvhet, ITSR
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-16153 (URN)
Projects
BVFF Utvärdering av konditionerings metoder för vattenkänslighet enligt ITSR/MIST
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2019/29831
Available from: 2024-07-10 Created: 2024-07-10 Last updated: 2025-09-04
Rahman, M. S., Erlingsson, S., Ahmed, A. W. & Dinegdae, Y. H. (2021). A model for the permanent deformation behavior of the unbound layers of pavements. In: Inge Hoff, Helge Mork & Rabbira Saba (Ed.), Proceedings Eleventh International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields: Volume 1. Paper presented at Eleventh International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields. (pp. 277-287). London: CRC Press
Open this publication in new window or tab >>A model for the permanent deformation behavior of the unbound layers of pavements
2021 (English)In: Proceedings Eleventh International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields: Volume 1 / [ed] Inge Hoff, Helge Mork & Rabbira Saba, London: CRC Press , 2021, p. 277-287Conference paper, Published paper (Other academic)
Abstract [en]

This article presents a model for the permanent deformation (PD) behavior of unbound granular materials (UGMs) used in the base and subbase layers of pavement struc- tures. The model was developed based on multistage (MS) repeated load triaxial (RLT) test- ing. This is essentially a modified version of a previously developed model to better suit to field conditions in a simple and effective manner. The model was calibrated for eight com- monly used UGMs using MSRLT tests with a range of moisture contents. For validation, the calibrated models were used to predict the PD behavior of three of the UGMs in MSRLT tests with stress levels and moisture contents different from those used during the calibrations. This model showed better quality of fit when compared with another widely used PD model. The model was further tested successfully for field conditions by capturing the PD behavior of an instrumented pavement test section in a controlled environment using a heavy vehicle simu- lator (HVS) based accelerated pavement testing (APT). Inputs for calibrating the model were based on the readings from the instrumentations. The parameters of the model were adjusted to match the measured data with the predictions. Based on these results for various design conditions, some ranges of values of the material parameters of the model were suggested.

Place, publisher, year, edition, pages
London: CRC Press, 2021
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Unbound granular materials, permanent deformation, model, triaxial test, moisture
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-16138 (URN)10.1201/9781003222880 (DOI)9781003222880 (ISBN)
Conference
Eleventh International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields.
Projects
Optimization of particle size distribution for unbound granular materials
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2018/65066
Available from: 2024-07-09 Created: 2024-07-09 Last updated: 2025-09-04
Said, S., Carlsson, H. & Ahmed, A. (2021). Uppföljning av provväg E6 med polymermodifierade bundna lager: Uddevalla. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Uppföljning av provväg E6 med polymermodifierade bundna lager: Uddevalla
2021 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Long-term pavement performance road test E6 with polymer modified bitumen : Uddevalla
Abstract [sv]

Vägobjektet Geddeknippel–Kalsås byggdes år 2003–2006 som en del av motorvägen E6 norr om Uddevalla i både söder- och norrgående riktningarna. Provsträckor anlades med polymermodifierat bitumen (PMB) bestående av några varianter av SBS (styrene-butadiene-styrene) och EVA (Ethylene-vinylacetat). Provsträckorna har planerats av dåvarande Vägverket (Trafikverket) i samarbete med branschens aktörer. Syftet är att klargöra nyttan av användning av polymermodifierade asfalt-beläggningar i olika asfaltlager av bitumenbundna konstruktioner. 

Uppföljningen av provvägen har utförts genom laboratorieundersökningar av prov från beläggningarna och fältmätningar. Utvärdering av beläggningarna och prognostisering av tillståndsutveckling hos provsträckorna har utförts med olika verktyg och validerats genom tillståndsutveckling hos vägens provsträckor. Resultaten visade att asfaltbeläggningarna med och utan PMB åldrades med tiden dock i varierande grad. Förhårdning av beläggningar genom åldring påverkar tillståndutveckling och det måste beaktas för en korrekt bedömning av nedbrytning av sträckorna. 

Det konstaterades att polymermodifierade bindemedlen kan påverka beläggningars funktion på ett betydelsefullt sätt. Valet av PMB måste planeras med hänsyn till eftertraktade funktionsegenskaper och lagrets position i en vägkonstruktion. Olika PMB varianter kan behövs för olika ändamål. Till exempel, olika PMB kan behövas för stabilitet alternativ motstånd mot sprickor hos beläggningar och ibland kan den konventionella beläggningen vara mest optimal ur teknisk eller samhällsekonomisk aspekt. Spårmodellen PEDRO är ett praktiskt verktyg för klargörande av inverkan av parametrarna på spårtillväxt i bitumenbundna lager. Verktyget beskriver andelen av spårdjup från varje asfaltlager med hänsyn till lagrets funktionsegenskaper och position i en vägkonstruktion för ett optimalt val av en beläggning. Trafikverkets satsning på räkning av trafikvolym genom WIM-mätningar (Weight-in-motion) är överlägsen dagens metod för uppskattning av trafikvolym från ÅDT (årsdygnmedeltrafik) vid beräkningar av teknisk livslängd i detta arbete. Dock finns fortfarande mycket begränsade WIM-mätningar.

Abstract [en]

The test road Geddeknippel–Kalsås was built in 2003–2006 as a part of the E6 motorway north of Uddevalla in both south and north directions. Test sections were constructed with polymer-modified bitumen (PMB) consisting of several variants of SBS (styrene-butadiene-styrene) and EVA (Ethylene-vinyl acetate). The test sections have been planned by the Swedish Transport Administration in collaboration with industry. The purpose is to clarify the benefit of using the PMB in asphalt mixtures in asphalt concrete layers of flexible pavements. 

Long-term-pavement-performance was carried out through laboratory tests of samples and follow-up measurements. Evaluation of the pavement’s sections and prognoses of deterioration development at the test sections has been carried out with various models and test methods. The results showed that the asphalt concretes with and without PMB aged over time, however, to varying degrees. Hardening of asphalt concrete due to aging affects the development of pavement conditions and this must be considered for correct assessment of degradation of the sections. It was found that the PMBs used in this work can significantly affect the function of asphalt concretes. The choice of a PMB must be planned considering the desired functional characteristics and the asphalt concrete layer position in a road structure. Different PMB variants may be needed for different purposes. For example, different PMBs may be needed against rutting alternative fatigue cracking and sometimes the conventional asphalt concrete may be most optimal considering pavement life and from a socioeconomic aspect. 

Rutting model PEDRO has been found to be a practical tool for clarifying the impact of the most important parameters on rut growth in bitumen-bound layers. It describes the proportion of rut depth from each asphalt layer and in respect of the layer’s functional properties and position in the road structure for an optimal choice of asphalt materials. The Swedish Transport Administration's investment in counting traffic volume through WIM (Weight-in-motion) measurements is superior to the current method based on estimation of the traffic volume from AADT (Average Annual daily traffic) in prediction of in-situ life. However, so far there are very limited WIM measurements.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2021. p. 152
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Provväg, asfalt, polymer modifierat bitumen, åldring, funktionsegenskaper, modellering, PEDRO, trafikvolym, ekvivalent standardaxellast, livslängd
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-16119 (URN)
Projects
Uppföljning av provväg E6 med polymermodifierade bundna lager
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2010/18943
Available from: 2024-07-08 Created: 2024-07-08 Last updated: 2025-09-04
Said, S., Ahmed, A. W., Jelagin, D., Lu, X., Gudmarsson, A., Nilsson, R., . . . Jarlsson, H. (2020). Prediction of rutting in asphalt concrete pavements: the PEDRO model. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Prediction of rutting in asphalt concrete pavements: the PEDRO model
Show others...
2020 (English)Report (Other academic)
Alternative title[sv]
Prognostisering av spårtillväxt hos bitumenbundna lager : PEDRO modellen
Abstract [en]

Flexible pavement rutting due to permanent deformation accumulation in asphalt layers is one of the most common modes of road failures. In addition to high maintenance costs, rutting is a major concern for traffic safety, as the rut growth increases the risk for hydroplaning and difficulties in vehicle steering. In this context, accurate methodologies for pavement rutting performance prediction are crucial for decision support in pavement design and rehabilitation. More rational rutting performance models are needed to enable the implementation of new and more sustainable and environmentally friendly asphalt materials as well as to evaluate the impact of high capacity traffic (HCT) vehicle types on bituminous layers.

The main goal of this work is to implement and disseminate an asphalt rutting performance prediction tool called PEDRO (PErmanent Deformation of asphalt concrete layers for ROads). It focuses solely on the permanent deformation of asphalt concrete materials in the pavement structure. The PEDRO tool is a viscoelastic model for the calculation of permanent vertical strain under moving wheel loads over a viscoelastic half-space. The analysis is performed for the entire rutting zone and the permanent deformation of each layer or sub-layer, depending on its location in the pavement structure, is then integrated over the whole asphalt concrete depth.

Abstract [sv]

Spårbildning i bitumenbundna beläggningar är en av de vanligaste vägskadorna. Utöver de höga underhållskostnaderna orsakar detta ett stort problem för trafiksäkerheten, eftersom risken för vattenplaning ökar och fordonsstyrningen försvåras. Noggranna och praktiska metoder för prediktering av spårutveckling är avgörande för beslutsstöd i dimensionering och rehabilitering av vägar. Bättre spårmodeller behövs också för att utvärdera nya massabeläggningar samt för att kunna utvärdera effekterna av olika fordonstyper på vägarnas livslängd med avseende på spårbildning.

Huvudsyftet med detta arbete är att implementera och sprida ut ett praktiskt verktyg, kallat PEDRO (PErmanent Deformation of asphalt concrete layers for ROads) för prediktering av spårtillväxt hos bituminösa beläggningar. Modellen fokuserar enbart på permanenta deformationer hos asfaltbeläggningar och är en viskoelastisk modell för beräkning av permanent vertikal töjning under inverkan av ett rullande hjul över ett viskoelastiskt material. Analys av påkänningar utförs över hela det deformationspåverkande området (inte enbart i en punkt) per varje skikt och deformationen summeras över skiktets tjocklek.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2020. p. 91
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-5625 (URN)
Projects
BVFF Spårmodell PEDRO - implementering och demonstration
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2016/60066
Available from: 2022-10-14 Created: 2022-10-14 Last updated: 2025-09-04
Ahmed, A. W., Gudmarsson, A. & Waldemarson, A. (2020). Utvärdering av styvhetsförändring i asfaltmassor med returasfalt, rejuvenatorer och polymerer. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Utvärdering av styvhetsförändring i asfaltmassor med returasfalt, rejuvenatorer och polymerer
2020 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Evaluation of stiffness change in asphalt concrete mixtures with rejuvenators and polymers
Abstract [sv]

Returasfalt (RA) som återanvänds i nya beläggningar bidrar till att reducera miljöpåverkan från beläggningsarbeten. Att använda rejuvenatorer eller att använda ett mjukare bitumen är två metoder för att kompensera mot det hårdare åldrade bindemedlet i RA massorna. Rejuvenatorer reducerar styvheten och sprödheten i bitumen vilket förbättrar motståndet mot sprickbildning. Det saknas dock kunskap om beläggningar med rejuvenatorer ökar risken för initiala deformationer orsakade av tung trafik. Liksom för massor med rejuvenatorer är det inte undersökt hur massor med inblandat mjukare bitumen i RA påverkar den nytillverkade massans styvhet och deformationsstabilitet.

Syftet med projektet är att utvärdera styvhetsförändring med tiden i labboratorietillverkade asfalt-beläggningar när rejuvenatorer eller mjukare bitumen används för att möjliggöra en ökad halt återvunnen asfalt. I detta projekt utfördes laboratorieundersökningar genom pressdragprovning, modalanalys och skjuvtest på fem olika asfaltmassor med RA, rejuvenatorer och polymerer.

Laboratorieundersökningarna visar att det inte finns några tydliga skillnader i styvhetsförändring med tiden mellan de olika massorna under de första 3 veckorna (7 till 21 dagar). Men det finns skillnader i styvhetsutveckling med tiden på längre tidsperiod. Skjuvprovning utfördes ett år efter tillverkning av massorna och visar att kompensationsmetoderna såsom bitumenblandning eller rejuvenatorer ger liknande stabilitet för slutprodukten. Dessutom har polymermodifierade massor visat lägre modul vid låga temperaturer och högre modul vid höga temperaturer jämfört med massor utan polymermodifierat bindemedel, vilket är bra för motståndet mot sprickbildning vid låga temperaturer respektive för deformationsstabilitet vid höga temperaturer. Lagring och konditionering av provkropparna och samtliga mätningar utfördes i laboratoriemiljö vilket begränsar resultaten till att endast representera styvhetsförändringen som sker utan påverkan från klimat och trafik.

Abstract [en]

Using reclaimed asphalt (RA) in new pavements reduces the environmental impact of the new pavement. As the proportion of RA in newly paved asphalt increases, it is important to maintain or improve the quality of the mixture so as not to create an increased maintenance requirement. Rejuvenators and mixing with softer bitumen are used to compensate for the harder aged binder in RA. Rejuvenators reduce the stiffness and brittleness of the bitumen, which improves resistance to cracking. However, the risk of initial deformation associated with the use rejuvenators or mixing with softer binder in RA mixes has not been evaluated.

The objective of this project was to evaluate the stiffness changes with time of laboratory manufactured asphalt concrete mixtures having rejuvenators or softer bitumen with high percentage of RA. In this project, indirect tensile tests, modal analysis, and shear tests were conducted on five different asphalt concrete mixtures with RA, rejuvenators, and polymers.

The results showed that there are no significant differences in stiffness change with time between the different mixes was observed within 7 to 21 days after production. However, there is stiffness change with time in the long term. The stiffness modulus and shear testing showed that mixing with soft bitumen, or using rejuvenators result in small differences in stiffness and shear modulus values, respectively. Polymer modified mixes have shown lower shear modulus at low temperatures and higher shear modulus at high temperatures compared to mixes with conventional bituminous binders which increases the resistance to cracking at low temperatures and the resistance to deformation at higher temperature, respectively. Storage and conditioning of the specimens and all measurements were carried out in a laboratory environment; thus, the results represent only the stiffness change that occurs without external influence from climate and traffic.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2020. p. 43
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Vidmakthålla
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-5795 (URN)
Projects
BVFF Utvärdering av initial styvhetsförändring och deformationsstabilitet i asfalt med rejuvenatorer och polymerer
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2018/77025
Available from: 2023-02-06 Created: 2023-02-06 Last updated: 2025-09-04Bibliographically approved
Said, S., Lundberg, T., Rahman, S., Carlsson, H., McGarvey, T., Ahmed, A. & Enocksson, C.-G. (2019). Utförandets inverkan på hållbarhet för beläggningslager. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Utförandets inverkan på hållbarhet för beläggningslager
Show others...
2019 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
The impact of quality of work execution on asphalt concrete durability
Abstract [sv]

Utförandet av en vägbeläggning har stor betydelse för hållbarheten. Separation i massabeläggningar leder till kortare livslängd på asfaltbeläggningar och för tidigt uppkomna skador har ofta ett direkt samband med hur väl utfört beläggningsarbetet är. Svårigheten med separationsproblemet ligger i att det saknas lätthanterliga och objektiva praktiska metoder för bestämning av separationsgrad och dess effekt på hållbarheten. Under senare år har vägytemätbilar använts för mätning av makrotextur med måttet MPD (Mean Profile Depth). Korrelationen mellan MPD-värden och styvhetsmodul antyder att MPD-mätvärden skulle kunna vara en praktisk och snabb metod för utvärdering av kvaliteten hos utfört arbete. Ett begränsat antal fallviktsmätningar utfördes på positioner med olika separationsgrad i AG-lagret (Asfaltbundet Grus). Det konstaterades en tendens till inverkan av separation i AG-lagret på fallviktsdata även om det fanns en variation i data. I denna studie presenteras ett tillvägagångssätt för detektering av ytor med hög makrostruktur. Fast MPD-värden bara beskriver ytans textur, kan det användas för en snabb skanning av separerade ytor i det översta beläggningslagret. Begränsad och riktad provtagning kan därefter utvärderas för mer exakt bestämning av separationsgrad och dess effekt på livslängden/ hållbarheten.

Abstract [en]

Non-destructive testing in quantifying the asphalt pavement layers homogeneity can be used for the quality assurance in paving contracts. This paper summarizes the findings from a field study on segregation in bituminous pavement mixes that relates pavement layer surface texture to the homogeneity of the paved bituminous layer by distinguishing mix segregated area. The mean profile depth (MPD) values of paved layer were measured. Based on these values three locations on the road were identified having low, intermediate and high MPD values. Thereafter, cored samples were tested for stiffness modulus before and after moisture conditioning by performing the moisture induced sensitivity test (MIST). Results clearly showed that the samples from the locations with high MPD values were mostly affected by the moisture conditioning for which the stiffness moduli were significantly reduced. The samples with high MPD values had the highest air voids as well. Thus, this study demonstrated that construction quality described by segregation in the paved asphalt mix has a significant impact on the moisture sensitive performance of pavements. A limited number of falling weight deflectometer (FWD) measurements were performed at positions with different degree of separation in the road base layer. There was a tendency for the effect of separation in the road base layer on FWD even though there was a variation in data. The strong correlation between the MPD values and change in stiffness modulus also suggests that the measurements of the MPD values can be a reliable and non-destructive method for evaluating the construction quality of a pavement and in developing the quality assurance criteria based on pavement performance that can be used in paving contracts.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2019. p. 27
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Surfacing, Bituminous mixture, Segregation (mater), Lifetime, Durability, Surface texture, Falling weight deflectometer, Performance
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-5539 (URN)
Projects
Utförandearbetets inverkan på hållbarheten
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2014/26180
Available from: 2022-10-03 Created: 2022-10-03 Last updated: 2025-09-04
Ahmed, A. W. & Erlingsson, S. (2015). Numerical validation of viscoelastic responses of a pavement structure in a full-scale accelerated pavement test. The international journal of pavement engineering
Open this publication in new window or tab >>Numerical validation of viscoelastic responses of a pavement structure in a full-scale accelerated pavement test
2015 (English)In: The international journal of pavement engineering, ISSN 1029-8436, E-ISSN 1477-268XArticle in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

This paper demonstrates the application of a generalised layered linear viscoelastic (LVE) analysis for estimating the structural response of flexible pavements. A comparison of the direct layered viscoelastic responses with approximate solutions based on the linear elastic (LE) and LVE collocation methods was also carried out. The different approaches were implemented by extending a layered elastic program with an improved computational performance. The LE and LVE collocation methods were further extended for analysis of pavements under moving loads.

The methods were illustrated by analysing a pavement structure subjected to moving wheel loads of 30, 50, 60 and 80 kN using a Heavy Vehicle Simulator (HVS). The various responses (stresses and strains) in the pavement, at pavement temperatures of 0, 10 and 20°C, were measured using various types of sensors installed in the structure. It was shown that the approximated LVE solution based on the LE collocation method agreed very well with the measurements and is computationally the least expensive.

Keywords
Flexible pavement, Viscoelasticity, Unbound base, Loading, Mathematical model, Calculation
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-6064 (URN)10.1080/10298436.2015.1039003 (DOI)2-s2.0-84929238620 (Scopus ID)
Projects
Implementering av ME system för vägdimensionering och nedbrytning
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2015/54509
Available from: 2016-03-07 Created: 2023-03-17 Last updated: 2025-09-04Bibliographically approved
Erlingsson, S. & Ahmed, A. (2015). The Svappavaara road test sections: field coring and laboratory tests. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>The Svappavaara road test sections: field coring and laboratory tests
2015 (English)Report (Other academic)
Alternative title[sv]
Teststräckor på E45 vid Svappavaara : provkärnor och laboratorietestning
Abstract [en]

This report describes laboratory testing of specimens taken from four new instrumented test road sections that have been built on E45 close to the Svappavaara municipality in Norrbotten County in Northern Sweden. The structures are located about 100 km north of the Arctic Circle in a climate that is characterized by long cold winters and short mild summers. The four test sections were built in a conventional manner. Each structure is about 200–250-metre-long with a central 100-metre-long part defined as the actual test section. All structures are in total 60 centimetres in thickness resting on top of a 70-centimetre-thick old existing road. The bitumen bound part of all the four structures consists of four layers; a thin surface course layer, two binder layers and a road base layer. All structures have the same wearing course, TSK 16 with a standard 160/220 penetration grade bitumen. The main difference between the structures lies in the binder as well as the two road base layers. As a part of the monitoring programme drilled asphalt specimens were taken in 2013 from the road structure and tested at VTI's material testing laboratory in Linköping. Furthermore, samples were taken from the unbound base course and tested. This report presents the test results for asphalt bound layers as well as for the unbound base course. For the bound layers the testing procedure included volumetric properties, stiffness modulus and fatigue tests for the different types of conventional and polymer modified asphalt mixtures. The tests were conducted in accordance with the Swedish or the equivalent European standards. For the unbound base course fundamental properties were estimated as well as stiffness and permanent deformation properties for different moisture contents.

Abstract [sv]

Detta notat beskriver laboratorieprovningar av provkroppar tagna från fyra vägsträckor på E45 nära Svappavaara i Norrbottens kommun. Sträckorna ligger omkring 100 kilometer norr om polcirkeln i ett klimat som kännetecknas av långa kalla vintrar och korta milda somrar. De fyra teststräckorna är byggda på konventionellt sätt. Varje delsträcka är omkring 200–250 meter lång med en central del på 100 meter som utgör den egentliga teststräckan. Alla konstruktionerna har en överbyggnadstjocklek på 60 centimeter och ligger ovanpå en gammal vägkonstruktion som uppskattas till 70 centimeter i tjocklek. Den bitumenbundna delen består av fyra lager, ett ytlager, bindlager samt två bundna bärlager. Huvudskillnaden i strukturerna ligger i sammansättningen av bindlagret samt de två bundna bärlagren. Hösten 2013 togs borrade kärnor från alla sträckorna som sedan testades i VTI:s laboratorium i Linköping. Dessutom togs det prov från det obundna bärlagret som också testades. Denna rapport presenterar resultaten av laboratorietesterna. För de bundna lagren bestämdes sammansättning, styvhet samt utmattningsmotstånd. Alla tester utfördes enligt svensk eller ekvivalent europeisk norm. För det obundna bärlagret bestämdes några fundamentala egenskaper samt styvhet och permanenta deformationsegenskaper vid olika fuktkvoter.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2015. p. 35
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords
Experimental road, Bituminous mixture, Roadbase, Basecourse, Unbound base, Sample (mater), Laboratory (not an organization), Test, Test method, Provvägar, Asfaltmassa, Bärlager, Bindlager, Obundet bärlager, Materialprover, Laboratorium, Test, Testmetoder
National Category
Other Materials Engineering
Research subject
FOI-portföljer, Äldre portföljer
Identifiers
urn:nbn:se:trafikverket:diva-5999 (URN)
Projects
Nedbrytningseffekter på väg av tunga transporter i kallt klimat
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2012/44843
Available from: 2023-03-03 Created: 2023-03-03 Last updated: 2025-09-04
Organisations
Identifiers
ORCID iD: ORCID iD iconorcid.org/0000-0002-6327-4709

Search in DiVA

Show all publications