Projekt BVFF - publicerade
 
BVFF nummer: 
2015-018
Projekttitel 
Tillståndsutveckling av provsträckor på E45 – beräkningar av respons samt kalibrering och validering av M-E tillståndsprogrammet ERAPave Perform
Projektledare/Kontaktperson 
Sigurdur Erlingsson
Telefon 
013 204123 / 0709 174219
Utförarorganisation 
VTI
Medutförare 
Johan Ullberg, Trv
Marcus Larsson, Trv
Bakgrund 
2012 byggdes fyra provvägsträckor på E45 nära Svappavaara i Norrbottens län.
Vägsträckorna är instrumenterade med dragtöjningsgivare (underkant bitumenbunden del), spänningsseller samt trycktöjningsgivare. Dessutom mäts det lokala klimatet (fukt och temperatur (tjäle)) på platsen. Sträckorna är ganska unika i Sverige (samt i Norden, i Europa?) angående omfattning av instrumentering.

Under sensommaren (augusti) 2013 och 2014 gjordes omfattande responsmätningar på sträckorna där data från instrumenteringen samlades under kontrollerad fallviktslast samt när 90 t malmbilar körde förbi i 70 km/h. Under sommaren 2013 togs dessutom borrkärnor från varje lager i konstruktionerna (slitlager, bindelager, bitumenbundet bärlager samt obundet bärlager). Dessa har sedan testats för att bestämma deras materialegenskaper (sammansättning, styvhet, utmattning). Detta har generat värdefull data som inte har sin likhet i Sverige (Norden, Europa?).

Dimensionering av vägkonstruktioner (tillståndsutveckling) går mot ett Mechanistic-Empirical (M-E) förfarande. I dag har några länder redan börjat använda M-E koncept (USA, Sydafrika) i sin dimensionering och flera länder är på gång. En av fördelarna med M-E dimensionering är att nedbrytningsförloppet förutsägs. Det är viktig information som kan användas i ett pavement management system (PM), vid upphandling av PPP kontrakt m.m. En av de stora osäkerheterna med M-E metoder är lokal kalibrering samt validering. Det är en omfattande process som kräver noggrann information om verkligt beteende av vägkonstruktioner samt tillståndsutveckling som sedan analyser (beräkningar) kan jämföras med. De fyra teststräckorna på E45 (trots att informationen om tillståndsutveckling består av endast två år) är i dag de best dokumenterade vägkonstruktionerna i Sverige.

På VTI har nyligen utvecklats ett beräkningsprogram ERAPave som beräknar responsen av flexibla vägkonstruktioner under trafiklaster. Programmet kan ta hänsyn till att de obundna lagren är icke-linjära (spänningsberoende). Dessutom kan de bundna lagren behandlas som linjärt–visköst material. Programmet har använts för att jämföra resultat med mätningar från HVS försök men aldrig med kvalitetsmätningar från riktiga vägkonstruktioner.
Baserat på ERAPave programmet har sedan ett M-E tillståndsprogram tagits fram, ERAPave Perform, som ger tillståndsutvecklingen av konstruktioner. Programmet är fortfarande begränsat och under utveckling. Programmet har endast använts för jämförelser med uppmätta resultat från HVS försök.
Sammanfattning 
Fyra provvägsträckor på E45 nära Svappavaara byggdes 2012 i Norrbottens län. Vägsträckorna är instrumenterade för att bestämma spänningar och deformationer (töjningar) i konstruktionerna från trafiken. Dessutom monitors det lokala klimatet i luften samt i konstruktionerna (fukt och temperatur (tjäle)). Under sensommaren (augusti) 2013 och (september) 2014 gjordes omfattande responsmätningar på sträckorna där data från instrumenteringen samlades under kontrollerad fallviktslast samt när 90 t malmbilar körde förbi i 70 km/h. Under sommaren 2013 togs dessutom borrkärnor som har sedan testats för att bestämma deras materialegenskaper. Allt detta har genererat mycket värdefull data som inte har sin likhet i Sverige. Syftet med detta projekt är att sammanställa uppmätt responsdata, modellera konstruktionens (ERAPave) beteende (respons) under fallvikt samt lastbilslast för kalibrering och verifiering av våra responsmodeller. Dessutom att använda ERAPave Perform för att förutsäga tillståndsutvecklingen och kalibrera/validera våra tillståndsmodeller som ingår i programmet.
Förväntat resultat 
Förväntade resultat blir:
a) samställning av uppmätt responsdata samt klimatdata från teststräckorna på E45.
b) jämförelse av verklig uppmätt respons av vägkonstruktioner med beräknad respons.
c) jämförelse av verklig tillståndsutveckling av vägkonstruktioner med beräknad tillståndsutveckling.
Plan för resultatspridning och implementering 
Projektet har genererat värdefull data som är viktigt att sammanställa. Monitoreringens omfattning är ganska unik och internationellt intresset finns av resultaten både från våra grannländer med även i Europa samt i andra kontinenter.
Tidsramar 
Projektet antas startas i juni 2015 och avslutas 2016.