session 40 richard nilsson
TRANSCRIPT
Public information
Transportforum 201013-14 januari i Linköping
Triaxialtestning av bundet material - Typtestning och utvärdering av permanenta deformationer.
Richard Nilsson – Skanska Sverige AB, Skanska Teknik Väg & Asfalt
Public information2
Inledning
− De redovisade resultaten ingår som en del i ett gemensamt SBUF/VV-projekt. Arbetet har även utförts i nära samarbete med det nordiska forskningsprojektet NordFoU - ”Pavement Performance Models; Project Level”.
− Slutrapporten har ID-nr 11719 och kan laddas ner från SBUF:s hemsida för den som är intresserad.
− Ett stort tack riktas till finansiärerna som gjort arbetet möjligt att genomföra.
Public information3
Inledning, forts.
− Vägars nedbrytning sker gradvis och visar sig som spår, sprickor, ojämnheter etc.
− För att kunna prognostisera när underhållsåtgärder skall sättas in är det viktigt att kunna modellera nedbrytningen på ett korrekt sätt.
− I takt med att funktionsentreprenader och PPP-projekt (med långa kontraktstider) förväntas öka leder det till att kraven på entreprenörer och beställare också ökar.
− För att nya kunna introducera nya koncept och material samt ett livscykeltänkande krävs att alternativen kan utvärderas på ett rättvist och realistiskt sätt.
Public information4
Utvärdering av deformationskänslighet
− SS-EN 12697-22: 2004, Del 22: Bestämning av deformationskänslighet hos asfaltbeläggning under rullande hjul− Stor utrustning− Extra stor utrustning− Liten utrustning− Liten utrustning för test av borrkärnor
− SS-EN 12697-25: 2005, Del 25: Pulserande kryptest− Testmetod A: Dynamiskt krypförsök − Testmetod B: Triaxialförsök
− SS-EN 13108-20: 2006, Del 20: Typprovning
Public information5
SS-EN 12697-25: 2005, Del 25: Pulserande kryptest
− Triaxialförsök, Triaxial Cyclic Compression Test (TCCT)
− Provkroppar 100 x 150 mm (Jfr. M-E PDG)
− Haversine-formad lastpuls (3 Hz utan viloperioder)
− (Alt. fyrkantspuls, 1s belastning/1s vila)
− 10 000 lastcykler
− Axiell last
− 200 kPa (bär- och bindlagerbeläggningar)
− 300 kPa (slitlagerbeläggningar)
− Omgivningstryck (luft)
− 50 kPa (bär- och bindlagerbeläggningar)
− 150 kPa (slitlagerbeläggningar)
− 3 temperaturer, 40, 25 resp. 10°C har använts i detta projekt.
− 40°C (bär- och bindlagerbeläggningar)
− 50°C (slitlagerbeläggningar)
Public information6
Försöksuppställning
Public information7
Utförda laboratorieförsök
− Bestämning av masterkurvan samt skiftfunktion− Enaxiella försök− Data från IDT finns tillgängliga för jämförelse
− Bestämning av utmattningsegenskaper − VTI-metod
− Bestämning av motståndskraft mot permanenta deformationer (medelvärde från 3 provkroppar)− Triaxial Cyclic Compression Test (TCCT)
Public information8
Modell för beräkning av permanenta deformationer
− Modellen från M-E PDG har använts för att modellera utvecklingen av permanenta deformationer.
Där
− εp = ackumulerad plastisk töjning vid N lastrepetitioner (µstrain)
− εr = resilient töjning i asfaltbeläggningen som funktion av sammansättning, temperatur, belastningstid etc. (µstrain)
− T = temperatur (ºC)
− N = antal lastrepetitioner
− a1 a2 a3 = regressionskonstanter
32
1aa
r
p NTa
Public information9
Exempel på resultat
Public information10
Exempel på resultat, forts.
Public information11
Kort beskrivning av VägFEM
− FEM-program baserat på ABAQUS för utvärdering och dimensionering av vägöverbyggnader.
− Utöver FEM-programmet har EXCEL-moduler för prediktering av spår i bundna och obundna lager samt på terrassen utvecklats.
− För de obundna lagren kan en icke-linjär materialmodell användas (k-täta-modellen).
− Det är även möjligt att simulera ett statiskt plattbelastningsförsök med programmet.
Public information12
Prediktion av spårbildning m.h.a. VägFEM
− Baserat på indata från laboratorieförsöken är det möjligt att beräkna realistiska spårdjup med hjälp av VägFEM. Det krävs dock ytterligare kalibrering och validering.
− Effekterna av varierande axellaster, temperaturer, styvhetsmoduler etc. leder till förväntade förändringar i utdata. Exempelvis leder högre temperatur till ökad spårbildning.
− Redan idag är det möjligt att göra en relativ jämförelse mellan olika recept och utföranden.
− Det är önskvärt att fler beläggningstyper testas i framtiden så att realistiska indata finns tillgängliga för vidare modellering.
Public information13
Slutsatser
− Masterkurvor är mycket användbara vid bestämning av en beläggnings styvhetsmodul.
− Triaxial Cyclic Compression Test (TCCT), fungerar bra då ett materials motståndskraft mot permanenta deformationer ska utvärderas.
− För att ytterligare öka användbarheten bör metoden föreskriva att även resilienta axiella deformationer samt axiella och radiella resilienta och permanenta deformationer ska registreras.
− Baserat på indata från laboratorieförsöken är det möjligt att beräkna realistiska spårdjup med hjälp av VägFEM.
− Effekterna av varierande axellaster, temperaturer, styvhetsmoduler etc. leder till förväntade förändringar i utdata. Exempelvis leder högre temperatur till ökad spårbildning.