1. Aktiv Design
Vägprojektering
Vägbyggnad
Anders Huvstig VGtav

2. Två vägar med samma trafik och samma
typ av konstruktion, men olika ålder
35 år gammal motorväg med s.k. 25 år gammal motorväg med s.k. BBÖ,
arbetsindränkning och 15 cm tjock indränkning plus 13 cm tjock
beläggning. Ca 40 000 fordon per dygn beläggning. Ca 40 000 fordon per dygn
med ca 10 – 15 % tung trafik. med ca 10 – 15 % tung trafik.
Beläggningen är fortfarande i gott
2
Beläggningen är krackelerad och
skick. ojämn.

3. E6 Fastarp – Heberg efter 7 år
Referens 10,7 mm spår + 55 %
Fas 6,9 mm spår
3 2011-10-26 Swedish Road Administration

4. SANDWICHKONSTRUKTION
• I Sydafrika bygger man idag
5 cm asfalt (polymer)
många vägar efter ett
koncept med sandwich Stabiliserat material
konstruktion.
• Man får en mycket liten
spårbildning för vägar med
upp till 6 miljoner tunga
fordon.
• Denna konstruktion finns
även i de franska normerna
Terrass
4 Terrass
Kostnad < 50 % av ATB VÄG Swedish Road Administration

5. SANDWICHKONSTRUKTION I FRANSKA NORMER

6. Aktiv Design kan ge dubbel livslängd utan
extra kostnad! 6
V Ä GV E R K E T E6 Ljungskile - Torp V ägversion: 20051211
P MS Göteborgs och Bohus län , Väg: 6.00
St rä c k a : 7 9 0 0 0 - 9 9 0 0 0 , Kö rf ä l t : 1 0 , Ri k t n i n g : F ra m å t , Si d a f ö r v ä g d a t a : 1
20060223, 16.58
5 – 6 år
79000 83000 87000 91000 95000 99000
Trafik(Å D T) 1) 2) 3) 4) 8640 5) 6630 6) 7)
1)8130,2)3530,3)8310,4)5040,5)4900,6)3250,7)9640,
Tung traf(Å D T) 1) 2) 3) 4) 1000 5) 770 6) 7)
1)1080,2)540,3)1010,4)610,5)800,6)650,7)1110,
H astighet 110
N Y B Y GGA R . 1996 2000
B el.lager 1 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Ljungskile
1)20TS K 1604,2)45A B D 1600,3)40A B S 1600,4)40A B S 1601,5)45A B S
6)40A B S 1600,7)40A B S 1601,
Lerbo Bro Torp
S pårdjup 0
(mm)
5
10
15
20
Ojämnhet 6
IR I(mm/m) 5
4
3
2
1
0
1999-04-22 2000-05-22 2001-05-08 2002-05-08 2003-05-10 2004-05-07
2005-07-13
FuU pph.B S T
Plattbelastning: ca 90 MPa 250 – 500 MPa ca 150 MPa

7. Vad behöver förändras?
• Analys och utredning av lämpligaste konstruktion
av vägöverbyggnaden under projekteringen!
• Val av optimal överbyggnadskonstruktion under
byggskedet genom Aktiv Design, med hänsyn till
verkliga materialegenskaper och utförande!
• Metodik för att värdera material och utfört arbete
i form av förändrad framtida funktion!
• Bättre engagemang samt högre kunskap och
kompetens i branschen!
• Ekonomiska incitament för ett mätbart bättre
arbete, som ger en lägre livscykelkostnad!
7

8. Aktiv Design
Aktiv Design innebär att man under
projekteringen förbereder olika
alternativa lösningar för att hantera
naturliga variationer eller
oförutsägbara förhållanden i
byggskedet, så att tid, kostnad och
kvalitet för anläggningen optimeras
8

9. Hur konstruerar vi en vägöverbyggnad idag?
Vägteknik har en mycket
lång historisk bakgrund
En väg för 2000 år sedan
En väg från idag
9
Men spåren förskräcker

10. Nedbrytningshastighet hos olika delar av en väg
“Livslängd” år Verklig
till första åtgärd livslängd
16
12
8
Planerad livslängd
4
5 10 Km Väglängd
10

11. Spårbildning för olika 100 meters testsektioner med samma
trafik på Rv 44 vid Grästorp. Sektion 5 och 6 är byggd i
bergskärning. Övriga sektioner är byggd på låg bank på lera.
18.0
mm
16.0 1O
2O
14.0
3O
12.0
4O
5O
10.0 6O
7O
8.0
8O
6.0 9O
10 O
4.0
2.0
0.0
1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2004 2006
År

12. Förlängning av tid för underhållsåtgärd om två
sektioner, 7 och 8, gjorts ”starkare” vid investeringen
16 år
18.0
9 år
16.0
14.0
1
12.0 2
3
10.0 4
5
8.0 6
7
6.0 8
9
4.0 10
2.0
0.0
1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2006 2007 2008 2009 2010

13. Kan man få en jämnare
nedbrytningstakt längs hela vägen?
“Livslängd” år Verklig
till första åtgärd livslängd Verklig livslängd
efter aktiv design
16
12
8
Planerad livslängd
4
Ökad livslängd
möjlig bonus
5 10 Km Väglängd
13

14. Att flytta 2-4 cm asfalt från sektion 5 och 6
(bergskärning) till sektion 7 och 8 kostar ingenting!
18.0
16.0
14.0
1
12.0 2
3
10.0 4
5
8.0 6
7
6.0
8
9
4.0
10
2.0
0.0
1991 1992 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2006 2007 2008 2009 2010

15. Vägar byggda efter BYA före 1973

16. Vägar byggda efter BYA före 1973 (Tabell 5)
24 cm asfalt 14 cm asfalt
86 cm grovkross, tätat Berget tätat med olika fraktioner
med olika fraktioner
Inga sprickor
Sprickor
efter 7-8 år
Bergbank
Lera Berg

17. UTMATTNING AV EN BELÄGGNING
5 ton
N överfarter
Längre livstid på ε = töjning i
εt1 underkant
beläggning;
asfalt
minska εt1 till εt2
5 ton 5 ton
+ 2cm
150 MPa εt2
asfalt 200 Mpa εt2
(+50 Mpa)
Alt 1: Tjockare beläggning, 2 Alt 2: Extra packning, kostnad
cm, kostnad ca 20
17 kr/m2 ca 2 – 4 kr/m2 Road Administration
Swedish

18. Förändring av beläggningstjocklek vid olika
värden på bärighet mätt med plattbelastning
Asfalttjocklek - mht obunden överbyggnads bärighet
240
220
ATB VÄG
Asfalttjocklek (mm)
200
180
-1 cm -2 cm
160
140
Extra säkerhet
120
100
0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75
Andel av ATB - krav gällande Ev2 (1,0 = 150 Mpa)
18
125 MPa 140 MPa 160 MPa 180MPa

19. Tysk DIN norm
X cm X - 2 cm
Bärighet 150 MPa Bärighet 180 MPa
Extra krav
på bättre
kvalitet på
bärlagret
Bärighet mätt med plattbelastning
19

20. BYA före 1973
29 cm 19 cm
24 cm 14 cm
Jordterrass Bergterrass
Tjocklek högsta klass
och näst högsta klass
20

21. Provning: Plattbelastning
21
Utrustning för mätning av bärighet med plattbelastning

22. Triaxialtest
Rubber membrane
Vacuum
Rubber membrane
mmembrane
ICT-mould d
Rings to fix the mould 0.1 sec
Bottom platen with O-ring
Screw to eject the sample
SVENSK STANDARD
SS-EN 13286-7:2004
22 Fastställd 2004-02-13

23. Triaxial test ”Utmattningslast”
εp = eller “Shake Down last”
Permanenta
deformationer
σa < σb < σc < σd σd
σc
σb
σa
N = Antal lastcykler
23

24. Spårbildning i en väg vid spänningar under ”Plastic
Shake down limit”
Permanent deformation (spår)
A. Deformationer vid
spänningar under
”Plastic Shake down
gräns”. Komprimering
Antal belastningar, N

25. Spårbildning på 2 olika testsektioner
på Rv 46 vid Trädet
Rv 46 Trädet
16
14
12
10
Rut mm
8 Sect 4N
Sect 5N
6
4
2
0
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

26. Rv 34 Målilla 1S
Uppmätt 16.0
2S
14.0
spårbildning på ett 12.0
3S
4S
Spår mm
antal LTTP-vägar 10.0
8.0
5S
6S
6.0
7S
4.0
2.0
8S
0.0 9S
2007
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
10 S
Rv 33 Vimmerby 1V
Rv 53 Nyköping
16 2V 14.0 1N
14 3V 2N
12.0
12 4V 3N
10.0
Spår mm
5V 4N
Spår mm
10
6V 8.0
8 5N
7V 6.0
6 6N
8V
4 4.0 7N
9V
2 2.0 8N
10 V
0 9N
11 V 0.0
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
12 V 10 N
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005

27. HVS försök med olika material
Surface Mean Rut depth, mm
20.0 Preliminary results
18.0
17.6
17.1
16.3
16.0 15.9
15.1
14.6
14.0
Skede 1: Packning 13.6
12.0 12.1 12.0
11.8
11.3
10.9 11.0
10.7
10.6 10.6 Natural gravel
10.0 10.1 10.2 10.2
mm
10.0 Crushed aggregate
9.7 9.7 9.5
9.0 9.29.4
9.0
8.6 8.6 8.7 8.8
8.0 8.1 8.0 8.2
7.9
7.4 7.5
7.0 7.3
6.8
6.5
6.0 6.0 6.0
5.4
4.0
5.0
4.5 Skede 2:
3.3
3.0 Kontinuerlig
2.0
spårbildning
0.0 0.0
0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000
Repetitions

28. Resultat från triaxialförsök
12000
Sekvens 1 Sekvens 2 Sekvens 3 Sekvens 4 Stress path 1 Sequence 1.1
Stress path 1 Sequence 1.1
Stress path 2 Sequence 1.2
Stress path 2 Sequence 1.2
10000 Stress path 3 Sequence 1.3
Axiell Stress path 3 Sequence 1.3
Stress path 4 Sequence 1.4
Stress path 4 Sequence 1.4
Stress path 5 Sequence 1.5
Stress path 5 Sequence 1.5
Per. strain (µstrain)
8000 Stress path 6 Sequence 1.6
Stress path 6 Sequence 1.6
Stress path 7 Sequence 2.1
Stress path 7 Sequence 2.1
Stress path 8 Sequence 2.2
6000 Stress path 8 Sequence 2.2
Stress path 9 Sequence 2.3
Stress path 9 Sequence 2.3
Stress path 10 Sequence 2.4
Stress path 10 Sequence 2.4
Stress path 11 Sequence 2.5
4000 Stress path 11 Sequence 2.5
Stress path 12 Sequence 2.6
Stress path 12 Sequence 2.6
Stress path 13 Sequence 3.1
Stress path 13 Sequence 3.1
2000 Stress path 14 Sequence 3.2
Stress path 14 Sequence 3.2
Radiell Stress path 15 Sequence 3.3
Stress path 15 Sequence 3.3
Stress path 16 Sequence 3.4
0 Stress path 16 Sequence 3.4
Stress path 17 Sequence 3.5
0 50000 100000 150000 200000 250000 Stress path 17 Sequence 3.5
Stress path 18 Sequence 3.6
Antal lastcykler

29. Spårbildning i en väg beroende på spänningsnivån
Permanent deformation (spår)
B = Deformationer vid
spänningar över ”Plastic
Shake down gräns”, men
under ”Plastic creep gräns”
A. Deformationer vid
spänningar under
”Plastic Shake down
gräns”. Komprimering
Antal belastningar, N

30. Spårbildning i en väg beroende på
spänningsnivån, där de permanenta
deformationerna delats upp i en
”komprimeringsdel” och en ”krypningsdel”
Permanent deformation (spår)
B. Deformationer vid
spänningar över ”Plastic
B – A. Deformationer Shake down gräns”, men
vid under ”Plastic creep gräns”
”utmattningslast”, ”Pla
stic creep”
A. Deformationer vid
spänningar under
”Plastic Shake down
gräns”. Komprimering
Antal belastningar, N
Denna typ av spårbildning torde
knappast gå att packa bort

31. Komprimering vid packningsförsök

32. Triaxialförsök på obundna lager
Ger följande data/materialegenskaper:
• Olinjär dynamisk elasticitetsmodul
(resilientmodul)
• Utmattningshållfasthet (”Shake Down” gräns)
• Indata för beräkning av permanenta
deformationer
32

33. Verklig uppmätt spårbildning på två sektioner av
samma väg med exakt samma trafik
Rv 31 Nässjö
25
20
15
mm spår
Sect 6S
Sect 9S
10
5
0
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

34. VägFEM ger spänningsnivån i hela vägkroppen

35. Analys av spänningsnivåer i vägkroppen
A. Nässjö underkant förstärkningslager Plastic creep limit?
B. Nässjö överkant bärlager
240 Deviator stress Brottlast B
q kPa
200
160
120 Plastic ”Shake
down” limit?
80
A
”Plastic creep” och ”Shake
40 down” limit: Gränsvärden från Medium stress
Rv 40; Krossat bergmaterial p kPa
0 20 40 60 80 100

36. Aktiv design i terrasseringsarbetet
Bestäm tjocklek på
överbyggnaden och
andra åtgärder
Mätning med
plattbelastning, torrt och vått
terrassmaterial
BERG
Tjockare
Stabiliserad lera överbyggnad
36

37. Aktiv design i överbyggnadsarbetet
Mät volymvikt på bärlager:
Bör vara 2,30 ton/m3
Mät med plattbelastning
Minst, 140, 160 eller 180 MPa
BERG
Tjockare
Stabiliserad lera överbyggnad
37

38. Förslag till bonusbelopp (liten asfalttjocklek)
Minsta tillåtna plattbelastningsvärde enligt ATB VÄG 125 MPa
Plattbelastning 140 150 160 170 180
Värde i MPa
Bonus kr/m2 0 1 2 3 4
Bonusbeloppet räknas på det lägsta värdet, som uppnås
vid plattbelastning när man använder vältmätare!
38

39. Aktiv design för bestämning av
beläggningstjocklek
Tjocklek på asfaltlager,
anpassat efter ”bärighet” m.m.
BERG
Tjockare
Stabiliserad lera överbyggnad
39

40. Tack för uppmärksamheten
Idag vet vi hur vi ska bygga bra vägar – om vi vill?