Transcript Aksellast bæreevne og tele [Kompatibilitetsmodus]

04.09.2011
Aksellast, bæreevne,
tele/frostproblematikk
Høgskolen i Ålesund
5. September 2011
Geir Berntsen
Statens vegvesen
Region øst
1
04.09.2011
Aksellast
• Størrelse angitt i
lover og regler
• Mengde varierer ut
fra sted, tid, behov….
Trafikkbelastning =
f(størrelse, mengde)
Bæreevne
• Lagtykkelser
• Materialvalg/-kvalitet
• Grunnforhold
• Dreneringsforhold
• Veggeometri
• Klima
Ønsket bæreevnen
bestemmes ved
dimensjonering
2
04.09.2011
Overbygningen påvirkes av …..
trafikken
men også
En vegoverbygning ….
- er vanligvis dimensjonert for å holde i 20 år
- en forsterkning vil forlenge levetiden med minst 20 år til
-vegoverbygningens dim.- periode er noe helt
annet enn dekkets levetid !
- Dekkets levetid er typisk 10 – 20 år avhengig av trafikkbelastning (ikke
minst overlast !) og dekketype
3
04.09.2011
Vegoverbygningens dimensjoneringsmessige levetid hvis den samme
lasten er transportert på ……
8 t aksel
25 år
10 t aksel
10 år
12 t aksel
5 år
16 t aksel
1.5 år
Tunge hjullaster medfører nedbrytning!
4
04.09.2011
Relativ nednedbrytning som
funksjon av
aksellast
Aksellast:
1t
8t
10 t
Relativ nedbrytning:
0,41
0,0001
1,0
12 t
14 t
2,07
3,84
5
04.09.2011
Ekvivalente aksellaster – 4. potens
regelen
6t
12t
0,13 + 2,0 +
2t
2t
0,002+0,002
7t
5t
10t
6t
+ 0,25 + 0,06 + 1,0 + 0,13 =
Alle veger dimensjoneres for å ”tåle” et visst antall
ekvivalente standard aksler i løpet av en 20 års periode
Trafikkbelastning
Trafikkbelastningen regnes om til 10 tonn ekvivalente aksellaster.
Dvs. antallet 10 tonn aksellaster som gir tilsvarende nedbrytning som
faktisk trafikk.
Parameter
Andel tunge kjøretøy (%)
Dimensjoneringsperiode (år)
Trafikkvekst (%)
Aksellast (tonn)
Hovedveg
15
20
2
10
Samleveg
10
20
2
10
Adkomstveg
5
20
2
10
Typiske verdier for inngangsparametere til figur 512.4
6
04.09.2011
Ekv. aksellast for hver
aksellastgruppe
4. potens-regelen:
E = (P/10)4
Aksellast (tonn)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Ekvivalensfaktor
0.001 0.002 0.008 0.026 0.063 0.13 0.24 0.41 0.66 1.00 1.46 2.07 2.86 3.84 5.06
Aksellastfordeling for en 8
6
14
20
18
11
7
6
5.5
5
3.5
2
1.2 0.5 0.2 0.1
tonns veg (%)
Aksellastfordeling for en
4
8
11
14
11
10
9
8
7
6.5 5.5 3.5 1.6 0.6 0.3
10 tonns veg (%)
E= 0,207 ved tillatt aksellast 8 tonn
E= 0,301 ved tillatt aksellast 9 tonn
E= 0,424 ved tillatt aksellast 10 tonn
Relativ nedbrytning som funksjon av
vegens bæreevne
DÅRLIG KVALITET
MEDFØRER DÅRLIG
BÆREEVNE OG ØKT
NEDBRYTNING!
7
04.09.2011
Variasjon av bæreevnen over året
Vertikalt tilleggstilleggsspenning i en
vegkonstruksjon
under ei hjullast
8
04.09.2011
Aksellast / lufttrykk
Tillatt lufttrykk
Tillatt lufttrykk (bar)
10
9
8
7
6
5
1968
1973
1978
1983
1988
1993
1998
År
9
04.09.2011
Relativ nedbrytning mht. utmatting
3
2,5
3 cm "stivt" dekke
2
1,5
1
15 cm dekke
0,5
0
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
Dekktrykk (MPa)
Hvordan påvirker klimaet nedbrytningen
av veger?
Fryse/tine-skader
10
04.09.2011
Klimafaktorer som medfører
nedbrytning av veger
• reduksjon av bæreevnen som følge av tining,
snøsmelting og nedbør (vann i vegkroppen)
• høy temp. i asfalt - stabilitetsproblem
• telehiv – ujevnheter
• telesprekker
• kontraksjonssprekker
• asfalten oksiderer og blir stivere, og red. asfaltens
egenskaper (oppsprekking og steinslipp)
Frostsikring
av veger
11
04.09.2011
Frostsikring
Frostsikring utføres for å redusere
virkningen av telehiving.
Dimensjonering utført etter HB018 skal
sikre bæreevnen knyttet til virkning av
frysing og tining er tilstrekkelig.
Frysing
12
04.09.2011
Is
Is--linse
Is-linse
Tre forutsetninger for fryse/teleproblem
frost
telefarlige jordarter
vann
13
04.09.2011
Telefarlig jordart
Hvilke problemer medfører tele i
vegsammenheng?
Ved frysing:
•
•
telehiv
– ujevnheter både langs etter og på tvers av vegen
telesprekker
– sprekker i asfaltdekket
Ved tining:
•
•
redusert bæreevne og økt nedbrytning
redusert fremkommelighet på grusveger
14
04.09.2011
Telehiv
Ujevnheter
15
04.09.2011
Tining - teleløsningen
Teleløsning
Bæreevnen for ubundne
materialer er en
funksjon av
vanninnholdet.
økt vanninnhold
redusert bæreevne
16
04.09.2011
Nedbrytningen av veger med fast dekke
Fryse/tine-skader
Teleløsning –
grusveger
17
04.09.2011
Teleløsningsperioden
Snø
Smeltevann
Regnvann
Vannstrømning
Sprekker i
dekket
Snø
Tinedybde
Tele
(tilnærmet tett)
Tinedybde fra
undersiden
Frostsikring ved nybygging
• Frostsikring av ny veg – gitt i vegnormalen HB018
• Basere seg på 4/8 prøveprofiler pr. km
• Utfordring: Kan likevel være vanskelig å finne steder
som vil gi telehivsproblem
• Bæreevne i teleløsningsperioden bør ikke være
problem på nybygde veger
18
04.09.2011
Frostsikring av eksisterende veg
• Behov for frostsikring er enkelt å
kartlegge
• Ofte kostbare tiltak påkrevd
• Problem med trafikkavvikling
• Bæreevnemessige problemer skyldes
ofte fryse/tining
Hovedproblemer - tiltak
Ved frysing:
• telehiv
• telesprekker
fjerne (redusere) telehivet
jevne ut overgangen mellom
områder med ulike telehiv
øke motstand mot oppsprekking
(armering, masseutskifting...)
Ved tining:
• redusert bæreevne
• redusert
fremkommelighet på
grusveger
• (bør kun være et
problem på eksisterende
veger)
øke tykkelsen av bæredyktige
materialer
gjøre telefarlige materialer mindre
telefarlige/vannømfintlige
ulike forsterkningstiltak som
armering, drenering, kantforst ...
19