Publications
Change search
Link to record
Permanent link

Direct link
BETA
Publications (10 of 19) Show all publications
Arvidsson, H. & Jansson, S. (2019). Effekt av dammbindningsmedel: en laboratoriestudie. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Effekt av dammbindningsmedel: en laboratoriestudie
2019 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Efficacy of dust binding agents : a laboratory study
Abstract [sv]

I arbetet har kalciumklorid respektive magnesiumklorid utvärderats i kombination med fyra olika finmaterial (granit, amfibolit, metagråvacka samt naturlig silt) vilka används vid underhåll av grusvägar. Vattenlösningar av respektive salt har tillförts finmaterialet varefter regn och upptorkning har simulerats i laboratoriemiljö. Utvärdering har gjorts med avseende på mängden kvarvarande salt efter regnsimulering samt svepelektronmikroskopi (SEM) och optisk mikroskopi på finmaterialet efter upptorkning.

Det har varit svårt att dra några slutsatser. Den framtagna försöksmetodiken har inte kunnat påvisa agglomerering i finfraktion av grusslitlager eller ge ledning till doseringsråd.

Man kan se att kalciumklorid är effektivare per giva än magnesiumklorid. Det krävs mindre mängd salt (flingor) för att binda en viss mängd vatten med kalciumklorid än med magnesiumklorid vilket dock är känt sedan tidigare.

Agglomerering kunde inte bevisas med upprepade försök.

Kemiskt var det ingen större skillnad, salterna betedde sig snarlikt och enligt tidigare känt beteende. Skillnader av beteende beroende på typ av bergmaterial var försumbart i förhållande till salternas inverkan.

Den allra största delen (som minst 80 %) av tillfört salt har lakats ur efter regnsimulering. Ingen skillnad mellan kalcium- och magnesiumklorid eller de olika finmaterialen kunde konstateras avseende urlakning. En liten skillnad mellan urlakning av katjoner och anjoner kunde konstateras där katjonerna hölls kvar i finmaterialet. Detta kan röra sig om en jonbytareffekt.

Analys med SEM och optisk mikroskopi kunde inte påvisa några egentliga skillnader mellan de olika kombinationerna av salt respektive finmaterial.

Vid upptorkning av finmaterialet kunde konstateras att kalciumklorid, räknat som handelsvara, kan absorbera mer vatten än magnesiumklorid. Denna effekt kvarstod även efter att regnsimulering har utförts.

Den metod som utvecklades i samband med arbetet gav inga påvisbara skillnader, som inte var kända sedan tidigare, mellan de olika salterna och finmaterialen. Troligen har systemet förenklats så långt att relevanta parametrar tagits bort eller inte reflekterar verkliga fältförhållanden.  

Abstract [en]

In this study, calcium chloride and magnesium chloride have been evaluated in combination with four different fine materials (granite, amphibolite, meta greywacke and naturally occurring silt), which are used for gravel road maintenance. Aqueous solutions of the two salts have been added to the fine material where after rain and drying has been simulated under laboratory conditions. Evaluation has been performed in terms of residual amount of salt after rain simulation, and SEM and optical microscopy on the fine material after drying, respectively

It has been difficult to draw any conclusions that would yield new information from the tests. The methodology developed was not able to show agglomeration in the fine fraction of the gravel road material and it was not possible to provide recommendations regarding the dosage of dust binding agents.

The tests show that calcium chloride is more efficient in retaining moisture than magnesium chloride when the comparison is based on the amount of flakes used.

Agglomeration could not be proven despite several repeated tests.

The chemical properties did not differ significantly, the salts behaved similarly and according to earlier known data.

Differences in the origin of rock material was negligible compared with the effects of the salts.

The added salt was for the most part (with a minimum of 80%) leached out during the rain simulation. No differences between calcium chloride and magnesium chloride or between the different fine materials were observed in terms of leaching. A small difference between leaching of cations and anions was recorded where the cations were retained in the fine material. This might be an ion-exchange effect.

Analysis with SEM and optical microscopy did not yield any significant differences between the different combinations of salt and fine materials, respectively.

During drying of the fine material it was observed that calcium chloride, calculated as commercial product, could absorb more water than magnesium chloride. This effect persisted also after the rain simulation.

The experimental method that was developed during the study did not give any, previously not known, differences between the different salts and fine materials. Probably the system has been simplified to such an extent that relevant parameters were removed or do not reflect real field conditions.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2019. p. 35
Series
VTI notat ; 2-2019
Keywords
Dust control, Magnesium chloride, Calcium chloride, Salt (chem), Performance, Laboratory (not an organization), Test, Gravel road, Maintenance
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
60 Road: Soil and geotechnics, 61 Road: Site investigations (rock and soil)
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-13576 (URN)
Available from: 2019-01-31 Created: 2019-01-31 Last updated: 2019-06-11Bibliographically approved
Arvidsson, H. & Eriksson, O. (2018). Jämförande provning – ballast 2017: micro-Deval och Los Angeles. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Jämförande provning – ballast 2017: micro-Deval och Los Angeles
2018 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Interlaboratory comparison - aggregate 2017
Abstract [sv]

Detta notat redovisar resultat, precisionsdata och viss statistisk analys från jämförande provning mellan ett antal laboratorier i Sverige. De metoder som ingått i analysen har varit: motstånd mot nötning, micro-Deval (våt) enligt SS-EN 1097-1 och motstånd mot fragmentering, Los Angeles enligt SS-EN 1097-2. Antalet deltagande laboratorier har varit 37 för micro-Deval respektive 34 för Los Angeles.

Tre material ingick den jämförande provningen (ringanalysen). De levererades i sorteringarna 8/11 mm och 11/16 mm. Laboratorierna skulle ur dessa sorteringar framställa analysfraktionen 10–14 mm.

Resultaten för micro-Deval var snarlik för alla tre materialen med medelvärden i intervallet 6–8. Likaså var det snarlika nivåer för spridningen (standardavvikelsen) för de tre materialen.

För Los Angeles hade ett material medelvärdet 12 de andra två hade medelvärden kring 26–27. Nivåer för spridningarna följer medelvärden vilket även visar sig i variationskoefficienten som ligger på ca 5-6 %.

Abstract [en]

This report shows results, some statistical analysis and precision data for interlaboratory comparison (round robin) in Sweden performed on three materials of aggregate during 2017. The properties that was determined was resistance to wear by wet micro-Deval test (EN 1097-1) and resistance to fragmentation, Los Angeles test (EN1097-2). The number of participating laboratories were for micro- Deval 37 pcs. and for Los Angeles 34 pcs.

There were three materials used for this comparison, the materials were called F, S and V. They were delivered to the participating laboratories in the grading 8/11 mm and 11/16 mm for each material. The laboratories should then generate the proper analyze fraction of 10/14 mm.

The average results for micro-Deval were at the range of 6–8 for all of the materials. The standard deviations were also similar (0,43–0,50).

For Los Angeles there were the average for one of the materials at 12 and for the other two materials the averages were around 26–27. The standard deviations are proportional to the averages.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2018. p. 44
Series
VTI notat ; 18-2018
Keywords
Test method, Group analysis (test), Aggregate, Properties, Los Angeles test, Wear, Laboratory (not an organization)
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
50 Road: Materials, 56 Road: Aggregate and stone materials
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-13302 (URN)
Available from: 2018-09-26 Created: 2018-09-26 Last updated: 2019-06-04Bibliographically approved
Arvidsson, H. (2018). Stödremsa: laboratoriestudie av täthet och bärighet. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Stödremsa: laboratoriestudie av täthet och bärighet
2018 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Support strip : a laboratory study of permeability and bearing capacity
Abstract [sv]

Morän är lämpligare än bergkross som stödremsa enligt denna studie. Då stödremsan normalt ej ska trafikeras anses permeabiliteten som en viktigare egenskap än stabiliteten. Därför är slutsatsen i denna studie att stödremsor av morän är lämpligare än av bergkross.

Stödremsor byggs med ett flertal funktioner. Syftet med studien var att studera ett par av dessa, som täthet och stabilitet på olika varianter på material till stödremsa. Bakgrunden till projektet var att Trafikverket kontrollerat ett antal stödremsor mot kraven för kornstorleksfördelning och funnit att över 75 % av proverna var underkända, framför allt pga. för låg finkornhalt. De önskade därför kontrollera om kraven är acceptabla (och räcker om de uppfylls) eller behöver justeras för att relevanta funktionsegenskaper hålls på lämplig nivå.

Två material med olika ursprung har testats: ett material av krossat berg av granit och en morän. Materialen har siktats upp i delfraktioner och sedan satts ihop i ett antal olika sorteringar, 8 för graniten och 4 för moränen varav tre är gemensamma. Sorteringarna som testats har varit 0/8 mm, 0/11 mm och 0/16 mm. Finkornhalterna på testsorteringarna har varierats enligt följande: 8 %, 10 %, 15 % och 20 %.

Abstract [en]

When the support strip is not supposed to carry traffic load is low permeability considered as a more important property than bearing capacity. That is why the conclusion of this study is that moraine is more suitable for the support strip than crushed rock.

“Support strip”: means in this report the unbound material that protects the edge of the (top) asphalt layer along (rural) roads. The support strip is quite narrow, around 30 cm (1 ft) and it should not be considered as the road shoulder.

Some of the functions of support strips is that they should be non-permeable and have some bearing capacity. There are more functions the support strip should fulfill but in this project the properties of permeability and bearing capacity as California Bearing Capacity, CBR, have been studied in laboratory.

The first tested material has been a granite (crushed rock) with the gradings 0/8 mm with content of fines (material < 0,063 mm), f, 8%, 10%, 15% and 20%; grading 0/11 mm with f = 10% and grading 0/16 with f equals to 8%, 10% and 15%. The second material has been a moraine with gradings 0/16 mm with f equals to 8%, 10%, 15% and 20%.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2018. p. 42
Series
VTI notat ; 17-2018
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-13270 (URN)
Available from: 2018-09-21 Created: 2018-09-21 Last updated: 2018-09-21Bibliographically approved
Kuttah, D. & Arvidsson, H. (2017). Effect of Groundwater Table Rising on the Performance of a Swedish- Designed Gravel Road. Transportation Geotechnics Journal, 11, 82-96
Open this publication in new window or tab >>Effect of Groundwater Table Rising on the Performance of a Swedish- Designed Gravel Road
2017 (English)In: Transportation Geotechnics Journal, ISSN 2214-3912, Vol. 11, p. 82-96Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Sweden has a wide network of gravel roads. When the water table levels rise during the freeze-thaw and wet seasons, the bearing capacity of the roads will decrease and rut depths increase. The road will suffer a small deterioration every time a vehicle travel over it. Therefore, it has been decided to investigate the long-term performance of a Swedish designed gravel road using an accelerated pavement testing facility.

A trial gravel road was constructed and exposed to various levels of ground water table which simulate the weather changes in Sweden. The structure of the trial gravel road consisted of 15 cm (base and surface layer), 20 cm sub-base layer and 260 cm subgrade soil. The trial road was tested using the Heavy Vehicle Simulator (HVS) and the vertical surface deformations and the vertical dynamic deformations were measured by means of laser profile measurement and εMU coils respectively. At the end of 85 000 HVS passes, the tested road suffered from serious deformations as discussed in details in this paper. Furthermore, a transverse trench section was excavated at the end of HVS trafficking in order to investigate the possible mechanism contributing to the tested road failure.

Place, publisher, year, edition, pages
Elsevier, 2017
Keywords
Gravel road, Water table, Change, Bearing capacity, Experimental road, Deformation, Rutting (wheel)
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
30 Road: Highway design, 37 Road: Drainage and runoff; 30 Road: Highway design, 32 Road: Pavement design
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-11843 (URN)10.1016/j.trgeo.2017.05.001 (DOI)
Funder
Swedish Transport Administration
Available from: 2017-05-31 Created: 2017-05-31 Last updated: 2017-06-08Bibliographically approved
Arvidsson, H. (2017). Jämförande provning – ballast 2015: flisighetsindex, korndensitet och kulkvarn. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Jämförande provning – ballast 2015: flisighetsindex, korndensitet och kulkvarn
2017 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Profiency testing - aggregate 2015
Abstract [sv]

Detta notat redovisar resultat, viss statistisk analys och precisionsdata från jämförande provning (ringanalyser) utförda på tre ballastmaterial under 2015. De analyser som utfördes var flisighetsindex (SS-EN 933-3), korndensitet (SS-EN 1097-6) och kulkvarn (SS-EN 1097-9). Antalet deltagande laboratorier var för flisighetsindex 58 stycken., för korndensitet 60 stycken. och för kulkvarn 52 stycken. De flesta laboratorierna var svenska men sju stycken från övriga Norden (Island, Norge och Finland).

Spridningarna (i form av standardavvikelse) ökar med ökad nivå av resultat men inte lika mycket. Variationskoefficienten (standardavvikelse dividerat med medelvärdet per material) minskar med ökad nivå.

För precisionsdata matchar denna ringanalys i princip de precisionsdata som anges i standarderna för respektive analys. Data från denna ringanalys har ofta ett vidare spann på mätvärden än standarderna och man kan också se ett samband mellan nivå och reproducerbarhet. Repeterbarheten har inte riktigt kunna beräknas då laboratorierna generellt gjort enkelprov.

Analys av bakgrundsvariabler som visst handhavande, dimensioner eller utrustningsmodell visar att de har ingen eller endast liten betydelse.

Abstract [en]

This report shows results, some statistical analysis and precision data for profiency testing (round-robin) performed on three materials of aggregate during 2015. The properties that was determined was Flakiness Index (EN 933-3), particle density (EN 1097-6) and Nordic ball mill (EN 1097-9). The number of participating laboratories were for Flakiness index 58 pcs., for particle density 60 pcs. and for Nordic ball mill 52 pcs.

There are some scatter of the results which is not surprising. A few of the laboratories show clearly high or low results (for all three materials) for one of the analysis. Generally is the scatter in results varying. E.g. some of the laboratories have a clearly high result for one of the materials, a slightly low result for the second material and are quite close to the average for the third material.

The standard deviations increase with increase in level of results (average), but not as much. The ratio of standard deviation and average decrease with increase of level.

The precision data from this round-robin over all matches the levels from the test standards. The tests from this report has often a wider range of results. There is a correlation between reproducibility and level of average. The repeatability has not been calculated because tests actually have been performed as single tests.

Analysis of background data, like handling, dimensions and type of model, shows that they have none or very little significance.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2017. p. 45
Series
VTI notat ; 7-2017
Keywords
Test method, Accuracy, Laboratory (not an organization), Group analysis (test), Aggregate, Properties
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
50 Road: Materials, 56 Road: Aggregate and stone materials
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-11726 (URN)
Available from: 2017-03-28 Created: 2017-03-28 Last updated: 2019-05-14Bibliographically approved
Arvidsson, H. & Hellman, F. (2015). Jämförelse mellan mekaniska egenskaper och nedbrytning av hjullast: del 2. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Jämförelse mellan mekaniska egenskaper och nedbrytning av hjullast: del 2
2015 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Comparison of the mechanical properties and degradation of wheel load : part 2
Abstract [sv]

För att studera sambandet mellan nedbrytning av obundna bärlager och mekaniska egenskaper, främst motstånd mot fragmentering men även nötningsmotstånd, har ett antal material belastats av VTI:s simulator för nedbrytning från tung trafik (HVS). Försöken utfördes i två omgångar en första omgång vintern 2010–2011 och i en andra omgång vintern 2011–2012. I varje omgång har fem material testats. I den andra omgången testades fyra nya och ett ”referensmaterial” från den första. I detta VTI notat 29-2013 presenteras resultat och samband från omgång II och samband gemensamma för både omgång I och II. Resultat från omgång 1 redovisas i VTI notat 4 2011 (Håkan Arvidsson: Jämförelse mellan Los Angeles-värde och nedbrytning från hjullast).Tvärprofiler har mätts med laser för att kunna beräkna spårdjupstillväxt och bedöma omlagring. Spårdjupet efter HVS-test är omvänt proportionellt mot ökning av fin-material vilket kan tyda på att ökning av finmaterial ökar stabiliteten av den relativt öppna kornstorleksfördelningen. De material som har minst ökning av finmaterial har störst andel av hårda mineral. Slutsatsen av dessa två HVS-försök på obundna bärlager är att det till viss del går att förklara nedbrytning (förändring av kornstorleksfördelning) med mekaniska egenskaper. De korrelationer som styrker sådana samband är dock mycket hjälpta av ett extremt material som visar att nedbrytning och krossning av ballastkornen vid kompaktering har ett samband med de mekaniska analyserna genom att studera mikrostruktur och nedkrossningsgrad. Man kan därför dra slutsatsen att det sker en nedkrossning vid packning med vält och trafik av tunga fordon på exponerade obundna bärlager.

Abstract [en]

To study the correlation between the degradation of unbound base layer and mechanical properties (primarily Los Angeles test but also micro Deval test) a number of materials has been exposed by wheel load of VTI’s Heavy Vehicle Simulator (HVS). The first round was performed during the winter 2010–2011 and the second round during the following winter. In each round there were five materials tested. In the second round there were four new materials and one “old” as reference material. In this report results from round II will be presented, as well as some common results from both of the rounds, I and II. The results from round 1 are presented in VTI notat 4-2011. (Håkan Arvidsson: Comparison between the Los Angeles value and degradation from traffic load).The degradation has been defined as the difference in grain size distribution before and after HVS test. The degradation can be described in several ways. One way is as the difference in the area under the grain size distribution curve, another way is to sum the difference in percentage passing for all sieves or a few, e.g. the increase of fines by using results from the sieves 0.063–0.125 mm. The rutting has been measured by laser. The rutting is inversed proportional to the increase of fines. The increase of fines probably increases the stability in this quite coarse base layer grading. The materials with less increasing of fines have most of the hard minerals (quarts and plagioclase). The conclusion of these two tests on unbound base layer materials is that you partly can explain the degradation (change of grain size distribution) with mechanical properties (like Los Angeles and micro Deval). The correlations confirm this explanation and depend partly on an extreme material. Hellman et al (2013) show that degradation and crushing of the aggregates during compaction have a correlation with mechanical properties by studying microstructure and degree of crushing in microscope. Therefor the conclusion is that there is a degradation and crushing of aggregates in unbound base layer materials exposed by compaction and heavy traffic load.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2015. p. 43
Series
VTI notat ; 29-2013
Keywords
Crushed stone, Unbound base, Properties, Degradation, Fragmentation, Rut, Particle size distribution, Los Angeles test, Laboratory (not an organization), Test, Micro deval
National Category
Other Materials Engineering
Research subject
50 Road: Materials, 56 Road: Aggregate and stone materials
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-7801 (URN)
Available from: 2015-03-26 Created: 2015-03-26 Last updated: 2016-02-04Bibliographically approved
Arvidsson, H. (2014). HVS-test för skattning av nedbrytningseffekter från den tunga trafikens belastning: SE14, SE18 och SE20. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>HVS-test för skattning av nedbrytningseffekter från den tunga trafikens belastning: SE14, SE18 och SE20
2014 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
HVS-test for estimation of deterioration of roads from heavy traffic loads
Abstract [sv]

I detta notat beskrivs önskemål och utfall för tester av vägkonstruktioner. Projektet syftade till att kvantifiera nedbrytning i form av spårbildning vid olika lastnivåer för typiska svenska vägkonstruktioner, nya som äldre. Ett underlag som kan användas för att bedöma kostnaden för nedbrytning av vägar från den tunga trafiken. Tre konstruktioner testades med tre lastnivåer. För att minska på testmatrisen var tanken att återanvända tidigare försök belastade med 60 kilonewton (kN). Tre konstruktioner byggdes med målet att vara kopior av tidigare konstruktioner. Utfallet av byggandet blev inte helt som önskat, särskilt var skillnaden i bärighet stor för de tunnare, äldre strukturerna. För den tjockaste, mest moderna, strukturen (med överbyggnadstjocklek 625 mm inkl. 111 mm asfalt) bedömdes att skillnaden i bärighet mellan den äldre och den nyare konstruktionen (SE14) låg inom den naturliga variationen. SE14 belastades först med 40 kN i 600 000 överfarter och sedan med 50 kN i ytterligare 600 000 överfarter. Totalt för SE14 blev det 1,2 miljoner överfarter. Det totala spårdjupet blev ca 6 millimeter. För mellankonstruktionen (SE18 med överbyggnadstjocklek 349 mm inkl. 100 mm asfalt) var belastningen 40 kN i 500 000 överfarter, 50 kN i 400 000 överfarter och 60 kN i 300 000 överfarter. Totalt för SE18 blev det 1,2 miljoner överfarter. Spårdjupet efter test var drygt 11 millimeter. Den tunnaste konstruktionen (SE20 med överbyggnadstjocklek 310 mm inkl. 70 mm asfalt) belastades med 40 kN i 390 000 överfarter, 50 kN i 170 000 överfarter och med 60 kN i 190 000 överfarter. Totalt för SE20 blev det 0,75 miljoner överfarter. Konstruktionen hade då ett spårdjup på cirka 21 millimeter.

Abstract [en]

This publication describes the aim and outcome of the constructions made to estimate deterioration/degradation of roads from the load of heavy traffic. The purpose was to study three constructions with three different wheel-loads (40 kN, 50 kN and 60 kN which corresponds to axle-loads of 8 tons, 10 tons and 12 tons). To minimize the test matrix the idea was to copy older test constructions tested with the wheel-load 60 kilonewton (kN). The outcome was not to full content, especially did the thinner, older constructions differ in the bearing capacity (static plate loading). For the most modern construction (SE14), with totally of 625 millimetre of super structure including 111 millimetre of asphalt layers, that was compared with SE10 and SE11 the differences was acceptable. The wheel load was 40 kN in 600 000 passes and 50 kN for another 600 000 passes, in total 1.2 million passes. Total rut depth became approximately 6 millimetre. The ”medium” construction (SE18) had a super structure of 349 millimetre including 100 millimetre of asphalt layers and it was compared with SE06. The wheel load was 40 kN in 500 000 passes, 50 kN for 400 000 passes and 60 kN in 300 000 passes, in total 1.2 million passes. Total rut depth became just over 11 millimetre. The thinnest construction (SE20) had a super structure of 310 millimetre including 70 millimetre of asphalt layer and it was compared with SE02. The wheel load was 40 kN in 390 000 passes, 50 kN for 170 000 passes and 60 kN in 190 000 passes, in total 0.75 million passes. Total rut depth became almost 21 millimetre.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2014. p. 47
Series
VTI notat ; 35-2014
Keywords
Degradation, Rut, Pavement, Load, Load carrying capacity, Heavy vehicle, Accelerated, Test, Laboratory (not an organization), Pavement design
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
30 Road: Highway design, 32 Road: Pavement design
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-7451 (URN)
Available from: 2014-12-15 Created: 2014-12-15 Last updated: 2016-02-03Bibliographically approved
Hellman, F., Appelquist, K., Arvidsson, H. & Brander, L. (2013). Undersökning av mekanisk nedbrytning av obundna material vid tung trafik under byggnation av vägar: HVS (Heavy Vehicle Simulator) tester av olika typer bergmaterial. Linköping: VTI
Open this publication in new window or tab >>Undersökning av mekanisk nedbrytning av obundna material vid tung trafik under byggnation av vägar: HVS (Heavy Vehicle Simulator) tester av olika typer bergmaterial
2013 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Investigation of mechanical deterioration of unbound materials due to heavy traffic during construction of roads : an HVS (Heavy vehicle Simulator) test of different types of rock material
Abstract [sv]

I Sverige bestäms bergkvalité i huvudsak med mekaniska analyser såsom Kulkvarn, Mikrodeval (MDE) och Los Angeles (LA) tester. En av frågeställningarna i detta projekt är huruvida dessa tester är tillräckliga för att bestämma bergmaterialkvalitet. HVS:en (Heavy Vehicle Simulator) är en fordonssimulator i full skala som kan undersöka nedbrytning och deformation av vägkonstruktioner. Vägen kan testas för en stor väldefinierad trafikbelastning under en kort tid. I detta projekt har nedbrytningen och spårdjupsutvecklingen av obundna bärlager studerats. Resultaten från denna undersökning visar att: (i) Inget tydligt samband mellan bergmaterial (bärlager) med höga LA värden eller höga MDE värden och stor spårdjupsutveckling kunde påvisas. (ii) Mineralogin på bergmaterialet påverkar spårdjupsutvecklingen på de testade vägytorna. (iii) Resultatet visar att kompakteringen krossar ner ballastkornen. (iv) Det finns ett visst samband mellan graden av denna nedkrossning och bergartens LA-värde och MDE. (v) Viss nedkrossning ger ökad stabilitet och mindre spårdjupsutveckling på de obundna trafikerade lagren.

De konstaterade resultaten står i kontrast till nuvarande praxis inom vägbyggnation i Sverige, där man utgår från att material med låga LA-värden ger mindre spårdjup än material med höga LA-värden. Testerna är utförda under konstanta relativt torra förhållanden vilket gör att testen inte tar hänsyn till fuktens inverkan på nedbrytning och spårdjupsutveckling.

Abstract [en]

In Sweden the rock qualities are based on mechanical analyses such as the Studded Tyre Test, Microdeval and Los Angeles Tests. One of the issues in this project is whether these tests are sufficient to determine the rock quality. The Heavy Vehicle Simulator (HVS) is a vehicle simulator at full scale in which the degradation of a road can be accelerated; the road can be exposed to large well defined traffic loads during a short time. In this project, the degradation and rutting of unbound base course have been studied. The results show that: (i) No clear relationship between rocks with high LA values or high MDE values with rutting development. (ii) The mineralogy of the rock material affects the rutting development. (iii) There is some correlation between the degree of the crushing and LA value. (iv) Some crushing provides increased stability and less rut depth development of trafficked base layers.

The confirmed results are in contrast to the current practice in road construction in Sweden, which suggest that materials with low LA values give lower rutting than materials with high LA values. The tests are performed under dry conditions which gives that the tests are not considering the impact of moisture on rutting and deterioration mechanism.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: VTI, 2013. p. 72
Series
VTI rapport, ISSN 0347-6030 ; 800
Keywords
Unbound base, Crushed stone, Rutting (wheel), Compaction, Crushing, Test method, Los Angeles test, Petrography, Performance
National Category
Other Earth and Related Environmental Sciences
Research subject
Road: Highway design, Road: Pavement design
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-394 (URN)
Available from: 2013-11-26 Created: 2013-11-26 Last updated: 2014-05-13Bibliographically approved
Johansson, E., Miskovsky, K., Bergknut, M. & Arvidsson, H. (2012). Utveckling av expertsystem för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper: komplement till VTI rapport 715. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Utveckling av expertsystem för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper: komplement till VTI rapport 715
2012 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Development of expert system for assessment of crushed rock aggregates’ mechanical properties
Abstract [sv]

På uppdrag av Trafikverket kompletterade och vidareutvecklade Luleå tekniska universitet/Envix Nord AB i samarbete med VTI expertsystemet för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper, baserat på beskrivning av bergartens petrografiska egenskaper. Projektets mål är att möjliggöra en bedömning av bergmaterialens kvalitet och praktiska användning i projekteringsstadiet. Projektets första del publicerades som VTI rapport 715. Fortsättningsprojektets syfte är att förbättra expertsystemets bedömningssäkerhet genom tillförandet av kompletterande analysresultat åtföljda av multivariat utvärdering. Projektet genomfördes genom analyser av utvalda kompletterande prov, multivariat utvärdering av det kompletterade underlaget samt kvalitetsförbättring av bedömningssystemets klassificeringsnycklar. Expertsystemet bygger på 43 utvalda bergmaterial. För den multivariata utvärderingen användes PCA och PLS. Nycklarnas säkerhetsnivåer skärptes och inverkan av fler petrografiska parametrar på de mekaniska egenskaperna verifierades. De petrografiska variabler som visade sig ha störst inverkan på de mekaniska egenskaperna för granitoider är kornstorlek, kornstorleksfördelning och glimmerhalt. Utvärderingen pekade på ett starkt samband mellan glimmerhalt och foliationsgrad, vilket även resulterar i en tydlig skillnad mellan massformiga och folierade granitoider. Beträffande gabbroider var det mikrosprickfrekvens, glimmerhalt, kornstorleksfördelning och kornstorlek som uppvisade inverkan på de mekaniska egenskaperna. Utvärderingen indikerade att metamorfosgraden främst har positiv påverkan på kulkvarnsvärdet. De lågmetamorfa gabbroiderna har bättre kulkvarnsvärde än de magmatiska varianterna. Dock inverkar även såväl glimmerhalt som kornstorlek. Gabbroider med glimmerhalt 5–-15 % har bättre mekaniska egenskaper än de med lägre (>5 %). Multivariat utvärdering är lämpligt för att verifiera de mekaniska egenskapernas beroende av flera olika petrografiska egenskaper

Abstract [en]

On behalf of the Swedish Transport Administration, Luleå University of Technology (LTU)/Envix North Ltd and the Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) developed the expert system for evaluation of rock materials' mechanical properties, i.e. an evaluation system based on petrographic parameters. The project aimed to provide a prompt documented evaluation of rock mass quality and its practical use as aggregate, even when rock is covered by drift material. The project's primary outcome has been published in VTI rapport 715. The present project was carried out by analysis of selected samples, multivariate evaluation, and improvement of the expert system's classification keys for granitoids and gabbroids. The system is currently based on 43 selectively chosen rock materials. The multivariate evaluation used PCA and PLS. The correlation (PLS evaluation) between petrographic and mechanical properties shows that for both granitoids and gabbroids, there are generally the same petrographic parameters that affect mechanical properties. The petrographic parameter for the granitoids having the greatest impact on the mechanical properties are: grain size, grain size distribution and mica content. The analysis also indicated a strong correlation between mica content and degree of foliation, which in turn results in a clear difference between magmatic and metamorphic granitoids. Concerning the gabbroids, it was frequency of micro fractures, mica content, grain size, and grain size distribution that had the greatest impact on the mechanical properties. The analysis indicated that the degree of metamorphism affects the resistance to abrasion from studded tires. Low metamorphic gabbroids show generally “lower” (better) Nordic ball mill values, compared to rocks of “higher” degree of metamorphism. Mica in gabbroids generally has a positive effect (more competent) on mechanical properties. Rock samples with “higher” mica content (5–-15%) generally have better mechanical properties than those with lower (>5%) mica content. The multivariate evaluation has proven to be a suitable tool to verify the mechanical properties' dependence on petrographic parameters.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2012. p. 32
Series
VTI rapport, ISSN 0347-6030 ; 761
Keywords
Aggregate, Properties, Rock mechanics, Petrography, Mineralogy, Classification, Los Angeles test, Aggregat, Egenskaper, Bergmekanik, Petrografi, Mineralogi, Klassificering, Los Angelestest
National Category
Geology
Research subject
Road: Materials, Road: Aggregate and stone materials
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-1841 (URN)
Available from: 2013-12-03 Created: 2013-12-03 Last updated: 2014-09-22Bibliographically approved
Johansson, E., Miskovsky, K. & Arvidsson, H. (2011). Expertsystem för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper. Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut
Open this publication in new window or tab >>Expertsystem för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper
2011 (Swedish)Report (Other academic)
Alternative title[en]
Expert system for assessment of crushed rock aggregates´ mechanical properties
Abstract [sv]

Projektets syfte var att utveckla ett system för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper baserat på bergartens petrografiska egenskaper som ballastmaterial. Genom att välja provserier efter de petrografiska egenskaper som enligt tidigare forskning och praktiska erfarenheter påverkar olika bergartsgruppers mekaniska egenskaper skapades dataunderlag för klassificeringssystemet. Projektet fokuserade på de i Sverige mest exploaterade bergartsgrupperna, nämligen magmatiska djup- och gångbergarter och deras omvandlingsprodukter, metasedimentära bergarter och metavulkaniter. Sammanlagt har 34 bergartstyper analyserats angående deras petrografiska och mekaniska egenskaper och resultaten utvärderades statistiskt. Med hjälp av erhållna data, statistik och praktisk erfarenhet utvecklades klassificeringssystemet för bedömning av bergmaterialens mekaniska egenskaper baserat på bergarternas petrografiska beskrivning. Systemet för klassificeringsnyckeln består av fyra utvalda bergartsgrupper, vilkas mekaniska egenskaper med varierande säkerhet kan bedömas efter europeiska standardiserade kategorier. Utöver klassificeringsnycklar innehåller dokumentet metoder för beskrivning av objektet, provtagning samt väldokumenterade datablad med resultat från petrografiska och mekaniska analyser. För att uppnå bättre och mer nyanserad bedömningssäkerhet rekommenderas komplettering av systemets dataunderlag.

Abstract [en]

The purpose of this project was to develop an assessment system for crushed rock aggregates mechanical properties based on petrographic properties and use for constructions purposes. Decisive data parameters were identified from research papers and empiric studies. Sampling focused on the most exploited types of rock in Sweden, magmatic and metamorphic rocks. In total 34 types of rock has been analyzed according to petrographic and mechanical properties and the results has been statistical evaluated. The assessment system takes in four selected groups of rock types. Their mechanical properties can with varying certainty be classified according to European standards categories (EN). Furthermore this work also includes explained methods for recording, descriptions and sampling of test objects. And also well documented datasheets with results of petrographic and mechanical analyzes. To improve the certainty of the classifications it is recommended to increase the existing data by testing of more materials.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2011. p. 66
Series
VTI rapport, ISSN 0347-6030 ; 715
Keywords
Aggregate, Properties, Rock mechanics, Petrography, Mineralogy, Classification, Los Angeles test, Aggregat, Egenskaper, Bergmekanik, Petrografi, Mineralogi, Klassificering, Los Angelestest
National Category
Geotechnical Engineering
Research subject
Road: Materials, Road: Aggregate and stone materials
Identifiers
urn:nbn:se:vti:diva-6542 (URN)
Available from: 2013-12-03 Created: 2013-12-03 Last updated: 2014-03-17Bibliographically approved
Organisations
Identifiers
ORCID iD: ORCID iD iconorcid.org/0000-0002-6989-6488

Search in DiVA

Show all publications