REPARATION AF SLAGHULLER - I ET EUROPÆISK LYS ERIK NIELSEN, VEJDIREKTORATET

Transkript

1 REPARATION AF SLAGHULLER - I ET EUROPÆISK LYS ERIK NIELSEN, VEJDIREKTORATET

2 PROJEKT BAGGRUND OG TEAM Projektet var initieret af ERA-NET ROAD et projekt under EU Kommissionen Projekt team: Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Tyskland (projektkoordinator) Vejdirektoratet, Danmark Forum of European National Highway Research Laboratories, Belgien TRL Limited, Storbritannien University of Zilina, Slovakiet University of Twente, Holland Slovenian National Building and Civil Engineering Institute, Slovenien Projekt-hjemmeside:

3 REPARATION AF SLAGHULLER Hvad er et slaghul og hvad er det ikke? Eksisterende metoder, teknikker og standarder for disse materialer Udførte forsøgsstrækninger med materialer til reparation af slaghuller Klassificering af reparationsmaterialer Laboratorieprøvning af udvalgte reparationsmaterialer Life Cycle Cost-Benefit analyse for anvendelse af reparationsmaterialer Konklusion og anbefaling

4 HVAD ER IKKE ET SLAGHUL?

5 HVAD ER ET SLAGHUL? Spørgeskema udsendt i Europa med 52 spørgsmål om følgende emner: Definitioner? Skadestyper? Nedbrydningsmodeller? Vedligeholdelsesstrategi? Forsøgsstrækninger? 121 svar modtaget

6 DEFINITION AF ET SLAGHUL En skade på belægningsoverflade, hvor materialet nedbrydes i løbet af en forholdsvis kort tid og forsvinder efterladende en fordybning med stejle kanter Noter til definitionen: 1. Generelt kræver slaghuller en hurtig reparation for at opretholde trafiksikkerheden for trafikanterne. 2. Der vil også være et behov for reparation af slaghuller for at opretholde de funktionelle krav og kørselskomfort, men tidshorisonten for genetablering af disse krav er ikke lige så hastende som ovenfor. 3. Slaghuller vil typisk have en dybde på mindst 30 mm og et areal svarende til en diameter mellem 10 cm og 1 m, hvor disse værdier i den enkelte situation afhænger af flere faktorer som bl.a. trafikhastighed og intensitet, køretøjstype (især om cyklister og fodgængere er til stede) og klima. 4. Slaghuller vokser typisk, når de er opstået, men vil generelt efter et stykke tid stoppe med at udvikle sig. Dog kan andre slaghuller opstå i nærheden af et eksisterende slaghul. 5. Slaghuller kan opstå på baggrund af flere mekanismer (så som revner, slitage, frost/tø og vand).

7 SLAGHULLER - EKSEMPLER

8 FOKUSERING Fokus for projektet er Levetid d.v.s. holdbare reparationer Lang levetid kontra Optimal levetid Reparationen skal i princippet ikke have længere levetid end den omkringliggende belægning Derfor kan produkter med forskellig levetid være interessante og ikke kun produkter med lang levetid Selv kort levetid kan være optimal for nødreparationsmaterialer (genskabe trafiksikkerhed, udsætte tidspunkt for holdbar reparation af slaghul) Hovedfokus for projektet er den varige reparation

9 EKSISTERENDE METODER, TEKNIKKER OG STANDARDER (1) Punkter i en vellykket reparation af slaghuller: 1. Identificér skadestypen (er det et slaghul?) 2. Vælg Velegnet reparationsmateriale Velegnet reparationsprocedure Reparationsmaterialer (hovedtyper): Koldblandede bitumenbaserede produkter (cut-back eller emulsion) Varmblandet asfalt Cementbaserede produkter

10 EKSISTERENDE METODER, TEKNIKKER OG STANDARDER (2) Reparationsteknikker (typer): Midlertidige reparationer Trafiksikkerhed Udskyde reparation til varig udbedring kan udføres throw-and-go / throw-and-roll reparationer Halv-permanente reparationer Oprensning af slaghul Tilbagehugning til sundt materiale Komprimering af reparationsmateriale (pladevibrator/håndtromle) Permanent eller mere holdbar reparation Grundig forberedelse af slaghullet (rensning, skæring/fræsning, klæbning) under gunstige forhold Veludført komprimering retablering af funktionsegenskaber

11 FELTFORSØG - REPARATIONSMATERIALER Danmark Tuelsø rasteplads, Vestmotorvejen, 2008 og 2009 Slovenien 1999, 2012 og 2012 Foto: 2011 Ljubljana Novo mesto Nova Gorica Storbritannien 2011 (HAPAS)

12 FELTFORSØG MATERIALEINDDELING Vurderede levetider af reparationsmaterialer fordelt på type Reparationsmateriale baseret på Holdbarhed Bitumen Cement Syntetisk bindemiddel varmblandet koldblandet < 1 år T T, SL T, T, T T, T, T 1 2 år T T, H, H, H T T > 2 3 år T, T T, T > 3 år T, T SL, SL T T = SL = H = reparationsmateriale afprøvet på Tuelsø rasteplads, Danmark reparationsmateriale afprøvet i Ljubljana, Slovenien reparationsmateriale afprøvet under HAPAS certificering, United Kingdom

13 FELTFORSØG KLASSEINDDELING På baggrund af de indrapporterede feltforsøg med mange forskellige reparationsmaterialer stilles der forslag om følgende kategoriseringer af materialer på basis af deres holdbarhed (levetid): Kategori I: Levetid mindre end 1 år ( korttids holdbarhed) Kategori II: Levetid mellem 1 og 3 år ( medium holdbarhed) Kategori III: Holdbarhed mere end 3 år ( langtids holdbarhed)

14 REPARATIONSMATERIALER OBJEKTIV VURDERING I LABORATORIET Liste over basale krav til reparationsmaterialerne, som det er nødvendige at vurdere for at sikre holdbarhed: 1. Standard egenskaber for slidlagsmaterialer, hvor de væsentligste egenskaber er: 1.1 Deformationsmodstand (ved sporkøringsmodstand eller krybning) 1.2 Tekstur dybde 1.3 Hulrumsindhold 1.4 Vandfølsomhed 1.5 Bindemiddel affinitet 2. Komprimeringsvillighed under dårlige forhold 3. Nødvendig hærde -tid inden det udsættes for trafikkens påvirkning 4. Følsomhed overfor udlægningsforholdene 5. Adhæsion (inklusiv anvendelse af klæbning) 6. Forhold i relation til genbrug (dels af materialet, dels af den omkringliggende belægning)

15 LABORATORIEFORSØG Karakteristika og tilknyttede prøvninger (anbefaling): Basale prøvninger Prøvningsmetode Kornstørrelsesfordeling og maksimal kornstørrelse EN , EN Bindemiddel-indhold EN Hulrum EN , 6, 8 Komprimeringsvillighed (bearbejdelighed) EN Spaltetrækstyrke (Indirect tensile test) stivhed / styrke EN Vandfølsomhed EN Følsomhed for konditionering (frost/tø-forsøg) EN (modificeret) Supplerende prøvninger Sporkøringsresistens EN Makrotextur dybde EN Friktion (pendulprøvning) EN Materialer (reparationsmaterialer fra markedet) 3 varmblandede asfalter (AB 11t, AB11t med PMB og PA 8) 14 koldblandede asfalter ( D 3 stk., SK 3 stk., SL 5 stk. og UK 3 stk.) 2 firma -produkter med syntetisk bindemiddel (CZ 1 stk. og UK 1 stk.)

16 LABORATORIEFORSØG - INDBYGNING Varmblandet asfalt (AB 11t og PA 8) primært med som reference Koldblandede produkter Komprimering Lagring/hærdning simulering 20 C 20 C Optimale forhold 20 C 5 C Optimal udførelse 5 C 5 C Dårlige forhold Syntetiske reparationsmaterialer efter producentens anvisninger

17 LABORATORIEFORSØG - RESULTATER Uddrag for koldasfalter: Kornkurven er simpelt sammensat - typisk én kontinuert fraktion Ingen koldblandet asfalt havde hulrum under 10 % (11 43 %!) Komprimering er mere afhængig af gradering og bindemiddel end af komprimeringstemperatur Type, indbygnings -forhold og hærdetid har indflydelse på spaltetrækstyrken af materialerne Kun ét af 14 materialer viste god resistens overfor vand ved alle tre indbygninger Kun én koldasfalt viste god resistens overfor frost/tø påvirkning Uddrag for syntetisk bindemiddel: De to syntetiske reparationsmaterialer er eksempler Begge viste gode egenskaber overfor vand og frost/tø-påvirkning.

18 LIFE CYCLE COST-BENEFIT ANALYSE (1) 4 scenarier for udvikling af slaghuller (fra HDM-4 model) Parametre Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3 Scenarie 4 Asfalttykkelse 50 mm 30 mm 30 mm 50 mm Restlevetid 6 år 3 år 6 år 3 år Trafikintensitet Nedbør Høj (50 mil. aksler/år) Høj (100 mm/måned) Høj (50 mil. aksler/år) Lav (25 mm/måned) Lav (10 mil. aksler/år) Lav (25 mm/måned) Lav (10 mil. aksler/år) Høj (100 mm/måned) Betingelserne bruges kun til at få forskellige scenarier med hensyn til udvikling i slaghuller for 1 km vejstrækning.

19 LIFE CYCLE COST-BENEFIT ANALYSE (2) Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3 Scenarie 4

20 LIFE CYCLE COST-BENEFIT ANALYSE (3) Reparationsstrategier: Reparationsalternativ Reparationsmateriale Reparationsteknik 1a Koldblandet asfalt Nødreparation 1b Koldblandet asfalt Optimal reparation 2a Syntetisk produkt Optimal reparation 3a varmblandet asfalt Nødreparation 3b varmblandet asfalt Optimal reparation 3c varmblandet asfalt Fræsning og slidlagsfornyelse Responstid: straks eller udskudt til optimale forhold haves I alt : 12 forskellige reparationstiltag

21 LIFE CYCLE COST-BENEFIT ANALYSE (4) Konklusioner: 1. Uanset scenarie er det dyrere at prøve at udføre her-og-nu reparationer fremfor at bundte reparationerne sammen 2. Uanset scenarie er her-og-nu reparationer at foretrække samfundsmæssigt på grund af kraftigt stigende trafikant-omkostninger (dette gælder selv for scenarier med den lave trafikintensitet) 3. Uanset scenarie er nødreparationer dyreste løsning 4. 8 af de 12 varianter har næsten samme omkostning, da længere overlevelse af reparationen og dyrere pris opvejer lavere overlevelse og lavere pris 5. Ved høj trafikintensitet er en udskudt slidlagsfornyelse mere omkostningseffektivt end udskudt reparation. Det modsatte gør sig gældende ved lav trafikintensitet, da lavere trafikantomkostninger gør udslaget

22 ANBEFALINGER TIL EN VEJMYNDIGHED 1. Hvis vejmyndigheden indregner trafikantomkostninger, så skal et slaghul repareres med det samme. 2. Hvis vejmyndigheden kan vælge mellem forskellige her-og-nu reparationer af ubehandlede slaghuller, bør koldblandet asfalt foretrækkes. 3. Hvis der forventes et stort antal slaghuller, bør vejmyndigheden tilstræbe en reparationsstrategi, der bygger på en holdbarhed svarende til mindst ca. 2/3 af restlevetiden 4. Hvis der forventes et lavt antal slaghuller, bør vejmyndigheden tilstræbe en reparationsstrategi, der bygger på en holdbarhed svarende til restlevetiden af belægningen 5. Hvis vejmyndigheden ikke kan udføre en god her-og-nu reparation, så Ved høj trafikintensitet - tilstræb optimal slidlagsfornyelse Ved lav trafikintensitet - tilstræb udskudt reparation af slaghuller Anbefalingerne involverer ikke trafiksikkerhedsmæssige nødreparationer!

23 AFSLUTNING Nærmere detaljer og yderligere baggrund kan findes i projektets rapporter på Spørgsmål?