Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Pavement structural behaviour during spring thaw: interpretation of FWD measurements by monitoring environmental data from county road 126 at Torpsbruk
Swedish National Road and Transport Research Institute, Infrastructure, Pavement Technology.
Swedish National Road and Transport Research Institute, Infrastructure, Pavement Technology.
2012 (English)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Vägnätet i stora delar av Norden är utsatt för relativt stor omgivningspåverkan under året. Under vinterhalvåret exponeras vägar för temperaturer under nollstrecket, vilket ger upphov till tjälbildning som penetrerar vägkonstruktionen och undergrunden. Vatten ackumuleras då i islinser i konstruktionen genom lateral transport av fukt, vertikal infiltration av nederbörd samt kapillär stigning av fukt från grundvattenytan. Under tjällossningsperioden omvandlas sedan isen till vatten igen, vilket leder till att konstruktionen håller relativt hög fuktkvot tills vattnet gradvis dräneras bort och vägen återhämtar det tillstånd den hade innan frysningen påbörjade.

Ökat fuktinnehåll i de granulära delarna i konstruktionen under tjällossningsperioden resulterar i nedsatt skjuvhållfasthet i materialet samt minskade friktionskrafter mellan enstaka stenpartiklar. De obundna lagren förlorar därför delar av sin styvhet och bärighet, vilket kan ge upphov till en relativ rörelse mellan partiklarna med accelererad ackumulering av permanenta deformationer som följd. Ökning i utmattning av den bundna delen kan också observeras eftersom det underliggande stödet från det granulära materialet har minskat. Det hävdas ofta att den mest betydelsefulla faktorn för nedbrytning av vägar i regioner med kallt klimat är tjälperioden. Ökad förståelse av vägkonstruktionens strukturella beteende och uppförande under denna period är därför viktigt och kan leda till förbättringar i dimensioneringen (alternativa lösningar) med förhöjd förmåga att motstå nedbrytningsprocesser associerade med tjälperioden.

I denna rapport har det strukturella tillståndet av länsväg (Lv)126 i södra Sverige följts upp under tjällossningsperioden 2010. Vägen är traditionellt uppbyggd, tvåfilig landsväg med flexibel beläggning och den öppnades för trafik 1985. Vägsträckan som observerades ligger nära Torpsbruk, 5 km norr om Moheda i Alvesta kommun i Småland.

Den aktuella undersökningsplatsen var instrumenterad med temperatur- och fuktkvotsmätare som registrerade mätvärdena regelbundet under tjäl- och tjällossningsperioden. Det strukturella tillståndet undersöktes sedan med KUAB 50 fallviktsmätare. Totalt elva fallviktsmätningar utfördes våren 2010. Genom bakåtberäkning av fallviktsdatan bestämdes sedan styvhetsegenskaperna hos de individuella lagren i vägkonstruktionen. Analyserna gav därför styvhetsändringen under såväl tjällossningsperioden som den efterföljande återhämtningsperioden.

Fallviktsdata användes för att klassificera vägens respons och för att undersöka energiåtgången under tjällossningsperioden. Slutligen jämfördes de bakåtberäknade modulerna med den uppmätta fuktkvoten för de obundna lagren, vilket gav styvhetsmodulens fuktkvotsberoende.

Abstract [en]

The present research project has been carried out based on the environmental data and Falling Weight Deflectometer (FWD) measurements from the county road 126 in southern Sweden during the year 2010. The county road 126 has a relatively thin flexible pavement structure with unbound aggregate base and subbase layers. The major intention of this study was to investigate the behaviour of the pavement structure during spring thaw. Temperature and moisture content of the pavement structure profile were continuously monitored throughout the year 2010. Layer moduli backcalculation as well as deflection basin analyses were performed using the FWD measurement data. A comprehensive study on the effect of environmental factor variations and pavement structural capacity were carried out during the spring thaw and the recovery period. The result showed a considerable decrease in the bearing capacity of the pavement structure during the spring thaw period when the highest annual moisture content was also registered. Both deflection basin indices and backcalculated layer modulus indicated that the pavement was weakest during the subgrade thawing phase. Backcalculation on the FWD measurements showed a 67% loss in stiffness of the subgrade soil and 43% in the granular base and subbase course during the spring thaw compared to the summer values. In addition, the compatibility of the analysis with a predictive moduli-moisture content model for unbound materials was studied. The measured field data from the test road pavement in Torpsbruk showed promising agreement with the resilient modulus predictive model, both for the granular layer and subgrade material. Similar models could be developed or calibrated for other soils and granular materials if sufficient data become available in the future.

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Statens väg- och transportforskningsinstitut, 2012. , p. 47
Series
VTI rapport, ISSN 0347-6030 ; 738A
Keyword [en]
Pavement, Bearing capacity, Thaw, Moisture content, Measurement, Falling weight deflectometer, Deflection, Field (test), Performance
Keyword [sv]
Överbyggnad, Bärförmåga, Tö, Fukthalt, Mätning, Fallviktsmätare, Deflektion, Fältförsök, Prestanda
National Category
Infrastructure Engineering
Research subject
Road: Highway design, Road: Freeze-thaw
Identifiers
URN: urn:nbn:se:vti:diva-1821Archive number: VV AL00 A 2010:2635OAI: oai:DiVA.org:vti-1821DiVA: diva2:670611
Available from: 2013-12-03 Created: 2013-12-03 Last updated: 2017-03-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5422 kB)324 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5422 kBChecksum SHA-512
9fefb7b26ba9b6277e5600c20ab943edd4d80db0d42b9f08250a5d65184efcfd487a368a3a8970872b7330caeeb1893f988ebfe1ea35e52d685e9402f80b132f
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Salour, FarhadErlingsson, Sigurdur
By organisation
Pavement Technology
Infrastructure Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 325 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 158 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf