Bättre testmetod för att förutse spårbildning på vägar

Spårbildning på vägar är ett växande problem som framför allt beror på skjuvning, de krafter som uppstår genom fordonens framfart och därmed deformerar asfaltbeläggningen. Den effekten tar en ny testmetod hänsyn till – framtagen av forskare på VTI. VTI:s verkstad har utformat prototypen och utvecklingen av metoden har skett på forskningsinstitutets laboratorium.

Den tunga trafiken ökar ständigt. Varmare klimat och en längre sommarperiod ställer höga krav på asfaltbeläggningars motstånd mot spårbildning. Alla dessa påfrestningar på vägnätet ökar behovet av tillförlitliga tester och prognoser. För det behövs kunskaper om reologi, vetenskapen om flödet och deformationen av fasta material.

Permanenta deformationer i asfalt handlar mer exakt om omlagringar av vägens asfaltbeläggning. Den blir inte enbart utsatt för däcktryck uppifrån utan även genom kraften framåt och mot sidorna. En bra liknelse är en deg som blir kavlad och därmed trycks ut. Hur stor deformationen blir beror på asfaltmaterialets interna motstånd, dess flytförmåga eller trögflutenhet, det vill säga dess viskositet.

– Viskositeten är en kraftfull indikator för att kunna bedöma asfaltens motstånd mot spårbildning. Viskositeten är därmed användbar för att göra prognoser för spårdjup på asfaltbeläggningar, säger Safwat Said, forskare på VTI som har tagit fram testmetoden tillsammans med seniora forskaren Abubeker Ahmed.

Processen kan beskrivas genom materialets viskositet relaterad till de tunga fordonens axeltryck och hastighet med hänsyn till omgivningens temperatur. Det är nödvändigt att ta hänsyn till viskositet för att få en mer korrekt beräkning av spårbildningen på vägar med hjälp av viskoelastiska nedbrytningsmodeller. Att bättre kunna förutsäga hur just viskositeten påverkar asfaltbeläggningen, det är en utmaning som har funnits länge för vägteknisk forskning i Sverige och internationellt.

Utveckling av testmetoder som även tar hänsyn till viskositeten har skett sedan 1960-talet i Tyskland, Frankrike, Schweiz och USA. Men de har alla sina begränsningar, allt från att skjuvbelastningen är svår att definiera till att mätmetoderna är ytterst komplicerade att genomföra. Med sin testmetod hoppas VTI-forskarna ha funnit en enkel och praktisk lösning och deras VTI-rapport berättar i detalj och visar med pedagogiska ritningar och bilder hur testmetoden är upplagd och går till.

Aktörer inom svenska asfaltbranschen använder den redan som en del i sina tester, berättar Abubeker Ahmed. Forskarna hoppas även på att den ska bli en svensk standardmetod och i förlängningen europeisk – även om de är medvetna om att det återstår en lång process innan de målen är uppnådda.

I avvaktan på det finns det fler testparametrar som går att förfina. Förbättringar av testmetoderna är ett ständigt pågående arbete och tar aldrig slut, menar forskarna.

– Så länge nya material tillkommer, utveckling sker och det ställs allt högre krav på utförandet och hållbarheten av vägar, då kommer behovet att finnas för att få fram bättre och säkrare testmetoder.

Rheological characterization of asphalt concrete using shear box (2023, DiVA, Digitala Vetenskapliga Arkivet, DiVA) Länk till annan webbplats.