Inom detta projekt har en ny metod för oförstörande profilerande mätningar av styvhetsmodulen på beläggningar demonstrerats och utvärderats på två kontrollerade vägsträckor. Resultaten visar att det nu är möjligt att mäta upp beläggningens styvhetsmodul och aktuell temperatur, vid en kontrollerad frekvens och töjningsnivå, genom rullande mätningar i trafik. Värdet av denna nya möjlighet är att heltäckande profilerande kvalitetskontroll av både nya och gamla vägar kan göras säkrare, från en vanlig bil, samt mer kostnadseffektivt genom att avspärrningar och stillastående provtagning kan undvikas eller minimeras. För en given beläggningstjocklek är styvhetsmodulen den viktigaste materialegenskapen i bundna asfaltlager och den egenskap som används som indata för att dimensionera beläggningens livslängd och underhållsbehov. 

Metoden bygger på kontaktlösa seismiska ytvågsmätningar med hjälp av mikrofoner. Uppmätt ytvågshastighet räknas om till dynamisk styvhetsmodul med hjälp av fundamentala viskoelastiska samband. Uppmätt ytvågshastighet och dynamisk styvhetsmodul har jämförts med konventionella stillastående mätningar och provning av borrkärnor i laboratorium. Resultaten visar på en god överrensstämmelse trots delvis okända temperaturprofiler i beläggningen. Rullande seismiska ytvågsmätningar har utförts i uppemot 50 km/h och ca 6 000 mätningar har samlats in på ungefär samma tid som en stillastående konventionell seismisk ytvågsmätning kräver.

Inom detta projekt har endast ytvågshastigheten och styvhetsmodulen analyserats och jämförts med referensmätningar. Det finns dock potential att utveckla den automatiska analysen av rådata så att också beläggningens tjocklek och den viskösa delen av beläggningens styvhetsmodul kan utvärderas.

God friktion mellan däck och vägbeläggning är en förutsättning för att åstadkomma hög trafiksäkerhet. Polering av sten i slitlagerbeläggningen riskerar att orsaka kritiskt låg friktion och är ett problem som får större uppmärksamhet utanför Norden. I Sverige har man i stället sett att dubbdäckstrafiken vintertid ruggar upp beläggningens yta tillräckligt för att klara av en viss poleringseffekt under sommarmånaderna. Barmarksfriktionen har alltså tillåtits variera över året eftersom samspelet mellan polering och uppruggning fungerat bra med tillräcklig friktion även när den är som lägst. Detta samspel verkar nu vara satt ur spel då upprepade friktionsmätningar på högtrafikerade vägavsnitt indikerar en allt snabbare polering och i värsta fall helt utebliven uppruggning. Bakgrunden till detta projekt är resultaten från upprepade friktionsmätningar som påvisat kritiskt låg friktion på högtrafikerade vägavsnitt. Friktionsmätningarna initierades i sin tur av en uppmärksammad olycka där det rapporterats om dåligt väggrepp. 

I detta projekt undersöks några möjliga faktorer till att den uppruggande effekten som tidigare erhållits vintertid verkar ha minskat. Det visar sig att trafikvolymen på de mest trafikerade vägarna har ökat, dubbdäcksanvändningen har minskat betydligt de senaste tio åren och dubbdäcken konstrueras i ökande grad på ett sätt som ska minska slitaget på vägbeläggningen. Vidare kan ökningen av friktionsdäck ha bidragit till ökad polering under vintermånaderna. 

Friktionsmätningar har inom projektet utförts på både en provsträcka på E4 samt på en rad infartsleder kring Stockholm. Resultaten från provsträckan bekräftar att en hårdare porfyr med lägre kulkvarnsvärde i slitlagret är mer poleringsbenägen och orsakar friktionen att bli lägre jämfört med mjukare stenkvaliteter. Avvägningen mellan slitstyrka och polering blir också tydlig i och med att den hårdare porfyren slitits mindre (uppvisar lägre spårbildning) jämfört med övriga delsträckor. 

Mätningar utförda på infartsleder runt Stockholm visar att problemet med låg friktion inte är isolerat till något enstaka vägavsnitt. På nio av tolv sträckor uppmäts friktion under värdet 0,5, den gräns som Trafikverket satt upp som gränsvärde under vägens garantitid, på minst en 20 m-sektion. Längs två av de tolv uppmätta sträckorna visar sig friktionen vara under gränsvärdet över hela sträckan. 

Sufficient friction between tire and pavement is a prerequisite to ensure high traffic safety. Polishing of stones in the surface course risks causing low friction and is a problem that has gained bigger attention outside the Nordic countries. In Sweden it has been noticed that the studded tire traffic during the winter roughens the pavement surface enough to endure some polishing during the summer months. The bare ground friction has thus been allowed to vary over the year since interaction between polishing and roughening has been working well with sufficient friction even at its minimum. This interaction now seems to be out of play as repeated friction measurements on highly trafficked roads indicate an even faster polishing and in the worst case absent roughening. The background of this project is the results from repeated measurements that show critically low friction on highly trafficked road sections. The friction measurements were initiated after a car crash that got lots of attention since it was caused by lost grip and the following measurement demonstrated critically low bare ground friction. 

In this project, some possible factors are examined to why the roughening effect that earlier has been obtained during wintertime has decreased. It is presented that the traffic volume on the most heavily trafficked roads has increased, the use of studded tires has decreased substantially during the last decade and the studded tires are designed to cause less wear on pavement. The increased use of friction tires has also contributed to increased polishing during the winter months. 

The friction measurements have within the project been performed on a test section on E4 and on several highways around Stockholm. The results from the test section confirm that a harder porphyry with lower ball mill value in the surface course is more susceptible to polishing compared to softer stones. The tradeoff between abrasion resistance and polishing also becomes clear since the harder porphyry shows less abrasion wear (rutting) compared to other pavement sections. 

Measurements performed on highways around Stockholm show that the problem with low friction isn’t isolated to some single pavement section. On nine out of twelve roads, friction values below 0.5 are measured, the limit value determined by the Swedish Transport Administration under the guarantee period, on at least one 20 m section. On two out of the twelve examined highways it is demonstrated that the friction is lower than the limit value along the whole studied section.

Betongvägsträckan på E4 utanför Uppsala har ett antal år efter konstruktion uppvisat en accelererande spårtillväxt som inte kunnat förklaras av ökad trafik. Entreprenörens egenkontroll visar att ballast från två olika täkter med olika stenkvalitet sammanblandats för att klara kravet på kulkvarnsvärde. I denna rapport undersöks på vilket sätt slitaget påverkas då olika proportioner av en sekundär ballast blandas in i beläggningsmaterialet. Sju serier provkroppar, tillverkade av asfalt respektive betong, med olika andelar primär och sekundär ballast blandas och testas enligt Prall för att studera nötningsmotståndet från dubbdäckstrafik. Resultaten visar en närmast linjär förändring av slitage då andelen sekundär ballast i fraktionen 8–16 mm ändras. Det står också klart att ballasten i fraktionen 4–8 mm inte påverkar nötningsmotståndet.

The concrete pavement section on E4 outside Uppsala has a few years after construction shown an accelerating rut depth increase which can not be explained by an increased traffic volume. The contactor’s self inspection protocol shows that aggregates from two different quarries with different rock qualities have been mixed in order to fulfill the ball mill value requirement. The way that the abrasive wear is affected when different proportions of a secondary aggregate quality is mixed into the pavement material is studied in this report. Seven series of laboratory specimens, consisting of asphalt concrete and cement concrete, respectively, with different parts of primary and secondary aggregates are mixed and tested according to Prall to study the resistance to wear due to studded tires. The results show an almost linear change of the abrasive wear when the proportion of the secondary aggregate is changed in the 8–16 mm fraction. It also becomes clear that the aggregates in the 4–8 mm fraction do not affect the resistance to wear.

Det är viktigt att studera trafikens energieffektivitet eftersom relativt små förändringar kan få stora effekter räknat över vägens hela livslängd. Fordons färdmotstånd studerades därför i detta projekt och i synnerhet dess rullmotstånd - den del av färdmotståndet som kopplas till interaktionen mellan däck och vägyta. Beroende på körförhållande och fordonstyp motsvarar rullmotståndet ca 5–40 procent av det totala färdmotståndet.

Det har observerats i tidigare forskning att ytegenskaper såsom textur (Mean Profile Depth, MPD) och ojämnheter (International Roughness Index, IRI) har en inverkan på rullmotståndet. Hur stor betydelsen är varierar dock mellan olika analyser. Variationen i resultaten kan bero på svårigheter att utföra jämförbara mätningar men också på att det kan vara svårt att isolera texturens och ojämnhetens påverkan i mätningar. Även beläggningens styvhet och nedböjning kan i viss mån påverka rullmotståndet. Storleken på denna inverkan är dock oklar. Effekterna av dessa parametrar anses ännu inte vara klarlagda.

Ju högre färdmotstånd ett fordon har, desto högre är energibehovet och därmed bränslebehovet. Tidigare studier har genomförts för att ta reda på hur fordons bränsleförbrukningen varierar mellan körning på betong- och asfaltvägar. Fastän flera av dessa studier indikerar att bränsleförbrukningen skulle vara högre på asfaltvägar jämfört med betongvägar råder osäkerheter eftersom flertalet inte tagit hänsyn till beläggningarnas ytegenskaper. Detta är en betydande brist eftersom beläggningarnas egenskaper kan ge betydande inverkan på rullmotståndet.

En minskning av rullmotståndet på högtrafikerade vägar leder till större bränslebesparingar. Dessa åtgärder behöver dock vägas mot den insats av energi som behövs för att åstadkomma ett lägre rullmotstånd. Jämförda fallstudier visar också att det oftast är fördelaktigt att investera mer energi vid själva underhållsåtgärden om den åtgärden kan resultera i ett lägre rullmotstånd, gentemot en mindre underhållsåtgärd som resulterar i ett något högre rullmotstånd.

It is important to study traffic energy efficiency since small changes can have major effects over the road’s service life. Vehicle driving resistance was studied in this project and, in particular, its rolling resistance - the part of the driving resistance connected to the interaction between tyre and road surface. Depending on driving conditions and vehicle type, the rolling resistance corresponds to 5–40 percent of the total driving resistance.

It has been observed in studies that road surface properties such as texture (Mean Profile Depth, MPD) and unevenness (International Roughness Index, IRI) have an impact on rolling resistance. However, the significance varies between different analyses. The variation in the results may be due to difficulties in performing comparable tests and that it is often difficult to isolate the effect of texture and unevenness during the tests. In addition, pavement stiffness and deflection may also have an effect on rolling resistance. However, the impact from these parameters is unclear.

The higher the driving resistance of a vehicle, the higher the energy needed. Earlier studies examined how vehicle fuel consumption varied between driving on concrete roads and asphalt roads. Although several of these studies showed a lower fuel consumption when driving on concrete roads, most of them did not consider the pavement surface characteristics. This is a significant shortcoming because pavement surface characteristics can have a considerable effect on rolling resistance.

Reducing rolling resistance on high-traffic volume roads will lead to greater fuel savings. However, these measures need to be weighed against the amount of energy needed to achieve a lower rolling resistance. Compared case studies also show that it is often beneficial to invest more energy on the maintenance measure itself if it can lead to a lower rolling resistance, compared to a less comprehensive maintenance measure leading to a higher rolling resistance.

I detta projekt utvärderas funktionella egenskaper för två olika delsträckor utmed riksväg 95 mellan Varuträsk och Boliden i Västerbottens län. Sträckorna är vardera ca 100 m långa och är uppbyggda på samma sätt sånär som på bärlagret. Bärlagret är bundet och framtaget med kallteknik på en försökssträcka och denna uppbyggnad jämförs med en konventionellt uppbyggd referenssträcka innehållande ett varmblandat bärlager. Konstruktionernas funktionella egenskaper testas och utvärderas med olika metoder såsom fallviktsmätningar, töjningsgivare och borrprover.

Utvärderingarna visar att försökssträckan med kallasfalt har en lägre styvhet och ger upphov till större töjningar jämfört med referenssträckan. Tillväxten av spårdjup samt ojämnheter i vägens längdriktning anses ligga på en normal nivå och skiljer sig endast obetydligt mellan de två sträckorna. Även laboratorietesterna indikerar en tydlig skillnad vad gäller både styvhetsmodul och utmattningsegenskaper där referenssträckan besitter de bättre egenskaperna. I samband med laboratorieprovningen noterades även att försökssträckans bindemedelshalt är tydligt lägre än vad som var specificerat i receptet vilket möjligen delvis kan förklara de sämre resultaten.

In this project the functional properties are evaluated for two different sections along highway 95 between Varuträsk and Boliden in Västerbotten county. Both sections are approximately 100 m long and constructed in the same way, except for the base layer. The base layer is bituminous and is made using cold manufacturing for the test section and this construction is compared to a reference section constructed using a conventional hot mix base layer. The functional properties of the two constructions are evaluated using different methods such as falling weight deflectometer, strain gauges and core samples.

The evaluations show that the test section with cold asphalt has lower stiffness and is exposed to higher strains compared to the reference section. The growth of rut depth and unevenness in the longitudinal direction of the road is considered to be at a normal level and the difference between the two sections are insignificant. Also, the laboratory tests indicate a clear difference for both the stiffness modulus and fatigue where the reference section shows superior properties. In the laboratory testing it was also noticed that the binder content was clearly lower than what was specified in the recipe which could possibly partly explain the inferior results.