Egenskaper for grove ubundne granulære materialer benyttet i vegbygging

The main research objective is to describe the properties of coarse unbound granular materials, e.g. crushed rock, used in road construction for optimalization of the road structure performance. As of now, the detailed knowledge concerning strength properties of coarse materials within the road structure when subjected to traffic loading by heavy vehicles is limited. The coarse materials are used in the foundation, which is of paramount significance to the performance of each layer in the road structure and the accumulated damage when subjected to the stresses and strains caused by traffic loading. To describe the properties, laboratory experiments with a triaxial apparatus is used. With this test procedure, 300 000 load cycles are applied on the sample to simulate the impact on road structure materials caused by traffic loading. In addition, experiments on a test site is planned with preparation of the subgrade and one layer of coarse materials. Construction of the layer with course materials should be carried out with machinery and techniques used in ?regular? road construction. Furthermore, measurements of strength properties and layer thicknesses should be conducted on existing road stretches combined with collection of material samples. Results from the different experiments will be analyzed separately, but the comparison is of great importance in the estimation of average values and evaluating the variation in strength properties that should be expected of granular materials. The detailed knowledge of coarse materials make the analyses of road design more reliable and the optimization of the road structure more beneficial through simulation of deterioration of the road year by year and a better estimate of life cycle costs. Altogether, this provides improved resource effectiveness through more detailed and reliable information in the decision-making process. Completed laboratory experiments Experiments have been carried out to provide data in the analysis of strength properties of well graded and open graded materials within 0-63 mm nominal size using triaxial loading. Courses Three courses are already attended, within the subjects pavement design, sustainable construction and production and usage of aggregates. Assignments As part of the courses an report with analysis of road design using PMS Object and MMOPP (Swedish and Danish pavement design systems) with road project E6 Kolomoen-Moelv as case study has been produced. A report covering the application of Los Angeles and Micro-Deval as test methods of aggregates has been made and a paper concerning frost depth calculations in the period 2071-2100 is in process. Furthermore, a lecture has been made and held at NTNU covering the use of aggregates in road construction.

Statens vegvesen utvikler et nytt mekanisk-empirisk dimensjoneringssystem for vegoverbygning. NTNU er samarbeidspartner og ViaNova er engasjert som rådgiver for utviklingsarbeidet. I den forbindelse er det store behov for å kartlegge materialegenskaper for ulike materialer benyttet i vegbygging. Det er flere utfordringer knyttet til å gjennomføre laboratorieundersøkelser av sorteringer med kornstørrelser større en 63 mm. Den systematiske testingen av styrkeegenskaper til grovere sorteringer i laboratorium har dermed vært svært begrenset frem til nå. For å kunne implementere et mekanisk-empirisk system i dimensjonering av norske veger er det av den grunn helt nødvendig å samle og analysere data som beskriver egenskapene til de grove ubundne granulære materialene. Forholdene og oppbyggingen under «regulær» vegbygging vil avvike fra laboratorieforsøk og testområder bygd opp for eksperimenter. En ferdig opparbeidet veg vil utsettes for store variasjoner i temperatur, fuktighet og andre miljøparametere som påvirker vegkroppen. Maskineriet og teknikker som benyttes i laboratorium vil også være ulikt det som brukes i vegbygging. Resultater fra laboratorieforsøk og testområder skal derfor sammenlignes med målinger gjennomført på eksisterende veg av kjent oppbygning. Med en slik kalibrering av resultater vil et fremtidig dimensjoneringssystem bedre kunne estimere forventede egenskaper til granulære ubundne lag i ferdig opparbeidet veg. Sorteringene 0/90 og 22/125 er de mest aktuelle materialene. Det er aktuelt å utføre tester på en ideell og en mer ensartet gradering innenfor kravene. I Sverige er sorteringen 0/90 mye benyttet, mens det i Norge har vært mest vanlig å bruke sorteringen 22/125 i dette laget. Basert på innsamlede data fra målinger og forsøk på ulike sorteringer av grove granulære materialer vil spenningssituasjonen bli analysert og modellert.