NO151628B

NO151628B - PROCEDURE FOR MAINTENANCE OF ROAD SURFACES

Info

Publication number: NO151628B
Application number: NO802856A
Authority: NO
Inventors: Leo Hove
Original assignee: Kemanobel Ab; Pedersen As Marius
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1985-01-28
Also published as: DK410980A; GB2066880A; DE3030678A1; ATA906480A; AU5490780A; NO802856L; AU527820B2; SE418879B; WO1980001578A1; NZ192712A; CA1138243A; CH647026A5; AT376466B; SU1118293A3; GB2066880B; SE8100969L; NO151628C; JPS55501151A; NL8020020A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter av den The present invention relates to methods thereof

art som er angitt i krav l's ingress. species specified in claim l's preamble.

Generelt kan vedlikeholdsarbeidet av eksisterende veier inn-deles i to hovedklasser, nemlig at en forblandet asfaltbe-tong utspres på veien og deretter kompakteres med en valse. Foreliggende oppfinnelse vedrører den andre klasse av dekk-metode, hvor et flytende asfaltbindemiddel og et aggregat, fortrinnsvis et knust stenmateriale, påføres i separate lag på veien, hvoretter aggregatet kompakteres inn i bindemidlet. In general, the maintenance work of existing roads can be divided into two main classes, namely that a premixed asphalt concrete is spread on the road and then compacted with a roller. The present invention relates to the second class of tire method, where a liquid asphalt binder and an aggregate, preferably a crushed stone material, are applied in separate layers on the road, after which the aggregate is compacted into the binder.

En fremgangsmåte som faller innen den siste klasse er kjent som en "single pass" overflatebehandling eller overflatebe-legning, som kan anvendes på en hvilken som helst behandlet overflate og anvendes ofte på eksisterende bitumenbelegg for å tilveiebringe en ny og jevn overflate og gjøre det gamle belegg vanntett og slitesterkt. Denne fremgangsmåte innbefatter vanligvis trinnene.av å feie det gamle belegg for å fjerne smuss og annet fremmédmateriale og deretter på-føre et lag av et f lytende:;åsfaltbindemiddel p.å underlaget, dekke laget av asfaltbindemidlet med et lag av knust sten- . : materiale og rulle dette ned i bindemidlet inntil den ønskede overflatefinish er oppnådd, og. deretter feie veioverf lao-ten for å sikre at løst overskudd av stenmateriale fjernes. A process that falls within the latter class is known as a "single pass" surface treatment or surface coating, which can be applied to any treated surface and is often applied to existing bituminous coatings to provide a new and even surface and render the old coating waterproof and durable. This method usually includes the steps of sweeping the old pavement to remove dirt and other foreign material and then applying a layer of a liquid asphalt binder to the subgrade, covering the layer of asphalt binder with a layer of crushed stone. : material and roll this down in the binder until the desired surface finish is achieved, and. then sweep the road over the laot to ensure that loose excess stone material is removed.

Ved dosering av bindemidiét bør mah-ta hensyn til dm veien When dosing the binder, mah-should take into account the dm path

- generelt fører tungtrafikk eller bare lettvektstråfikk, da det er velkjent at på en tungt belastet vei bør bindemidlet påføres i begrenset mengde sammenlignet med den lett trafik-kerte vei fordi tungtrafikken virker som en tung valse, som, hvis bindemidlet påføres i et tykt lag, vil forårsake at stenmaterialet presses gjennom bindemidlet og inn i substratet, hvilket vil føre til at bindemidlet fremkommer på veiens toppoverflate. Slikt opp-presset bindemiddel danner en glatt, kompakt overflate som generelt er ikke-ideell som veioverflate, spesielt ut fra et skrense-resistens-synspunkt. Bindemidlet bør derfor påføres i et så tynt lag at stenlaget bindes, men bibeholdes oppdelt på dets - generally leads to heavy traffic or just lightweight straw, as it is well known that on a heavily loaded road the binder should be applied in a limited quantity compared to the lightly trafficked road because the heavy traffic acts like a heavy roller, which, if the binder is applied in a thick layer, will cause the stone material to be pushed through the binder and into the substrate, which will cause the binder to appear on the top surface of the road. Such pressed binder forms a smooth, compact surface which is generally non-ideal as a road surface, especially from a skid resistance point of view. The binding agent should therefore be applied in such a thin layer that the stone layer is bound, but remains divided on its

overflate. På en lett trafikkert vei bør bindemidlet påfø-res i et tykkere lag for å binde dekklaget på en sikker måte uten løst eller farlig toppoverflatemateriale. Nor-malt vil mengden anvendt bindemiddel ligge i intervallet 0,6-3 l/m2, fortrinnsvis 1,5-2 l/m2. surface. On a lightly trafficked road, the binder should be applied in a thicker layer to securely bond the pavement without loose or hazardous top surface material. Normally, the amount of binder used will be in the range 0.6-3 l/m2, preferably 1.5-2 l/m2.

I praksis vil bindemidlet doseres i henhold til et kompro-miss mellom kravene til de kraftigst belastede veideler, dvs. dens normale hjulspordel derav og de mindre belastede de-.ler derimellom. Det vil være velkjent at resultatet av dette generelt er utilfredsstillende, idet løst stenmateriale vil oppstå på de mindre belastede deler mens de tungt belastede hjulspordeler lett blir sorte,kompakte og glatte. In practice, the binder will be dosed according to a compromise between the requirements for the most heavily loaded road parts, i.e. its normal wheel track part thereof and the less loaded parts in between. It will be well known that the result of this is generally unsatisfactory, as loose stone material will occur on the less loaded parts while the heavily loaded rutted parts easily become black, compact and smooth.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for vedlikehold av veioverflaten på en slik måte at sluttresultatet for de forskjellige deler av veien viser en overflate med i det vesentlige optimal og jevn karakter over hele veiens bredde. It is a purpose of the present invention to provide a method for maintaining the road surface in such a way that the end result for the different parts of the road shows a surface with essentially optimal and uniform character over the entire width of the road.

Oppfinnelsen er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. The invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

Oppfinnelsen er basert på idéen at det er mulig å påvise belastningsfordelingen forårsaket av trafikken over veiens bredde. Dette kan utføres fotoelektrisk eller på annen måte. Belastningsfordelingen bevirker en dosering av bindemidlet på en differensiert måte på tvers av veibanens profil. Når Deretter aggregatmateriallaget påføres vil den erholdte ka-rakteristikk av veien forbli jevn og av god kvalitet over en lengere tidsperiode. The invention is based on the idea that it is possible to demonstrate the load distribution caused by traffic across the width of the road. This can be done photoelectrically or in some other way. The load distribution causes a dosage of the binder in a differentiated way across the profile of the road surface. Then, when the aggregate material layer is applied, the obtained characteristics of the road will remain smooth and of good quality over a longer period of time.

Bindemidlet påføres veioverflaten ved hjelp av en bevegelig tverrbom forsynt med et antall munnstykker for bindemidlet, hvilke munnstykker har individuell justerbar kapasitet, hvorved bindemidlet påføres samtidig over hele bredden eller delbredder derav. The binder is applied to the road surface by means of a movable crossbar equipped with a number of nozzles for the binder, which nozzles have individually adjustable capacity, whereby the binder is applied simultaneously over the entire width or partial widths thereof.

Belastningspåvirningen kan utføres ved direkte registre-ring av belastningsfordelingen slik denne bestemmes av må-leanordninger montert for selektiv belastningsregistrering tvers over veien avhengig av trafikken som ruller over måleanordningene. Når måleanordningene holdes i drift i et representativt tidsintervall og resultatene er nedtegnet, The load influence can be carried out by direct recording of the load distribution as determined by measuring devices mounted for selective load recording across the road depending on the traffic that rolls over the measuring devices. When the measuring devices are kept in operation for a representative time interval and the results are recorded,

i henhold til et hvilket som helst egnet prinsipp, er det deretter mulig å avlese de aktuelle data med hensyn til mak-simal og/eller gjennomsnittlig belastning på de enkelte deler av veibredden på det aktuelle sted, og når et målested er valgt som er representativt for en betydelig lengde av veien kan bindemidlet påføres i den ønskede i tverr-retnin-gen differensierte måte over hele denne lengde av veien. Na-turligvis kan måleutstyret anordnes slik at data-avlesnin-gen er utnyttbar på en direkte måte for en differensiert innstillling av kapasiteten for bindemiddelmunnstykkene i henhold til den beskrevne bindemiddelpåføringsanordning. Fortrinnsvis er målesystemet avpasset slik at det kun registrerer kjøretøy med en vekt over en forhåndsbestemt mini-mumsvekt. according to any suitable principle, it is then possible to read the relevant data with regard to the maximum and/or average load on the individual parts of the road width at the relevant location, and when a measuring location has been selected which is representative for a significant length of the road, the binder can be applied in the desired transversely differentiated manner over the entire length of the road. Naturally, the measuring equipment can be arranged so that the data reading can be used in a direct manner for a differentiated setting of the capacity of the binder nozzles according to the described binder application device. Preferably, the measuring system is adapted so that it only registers vehicles with a weight above a predetermined minimum weight.

Det er en ytterligere parameter som påvirker den optimale bindemiddeltilførsel og jevnheten av den ferdige veioverflate, nemlig den gamle veioverflates hårdhet. Hvis denne overflate er relativt myk så synes det å være ønskelig å påføre en nedsatt bindemiddelmengde, enten generelt eller differensiert tvers over veien og for en ytterligere perfek-sjonering så innbefatter foreliggende oppfinnelse mulighe-ten for å utføre en reell hårdhetsmåling ved stedvis å un-dersøke nedtrengningen av et belastet prøveelement i veioverflaten og anvende resultatet som en parameter for beregning av den nødvendige bindemiddelmengde. I denne forbindelse bør også andre parametere så som den omgivende temperatur fortrinnsvis tas i betraktning ved bestemmelse av den optimale bindemiddeltilførsel. Oppfinnelsen omfatter således anvendelse av den nevnte hårdhetsprøve. There is a further parameter that affects the optimal binder supply and the smoothness of the finished road surface, namely the hardness of the old road surface. If this surface is relatively soft, then it seems desirable to apply a reduced amount of binder, either generally or differentiated across the road, and for further perfection, the present invention includes the possibility of carrying out a real hardness measurement by locally un- investigate the penetration of a loaded test element into the road surface and use the result as a parameter for calculating the required amount of binder. In this connection, other parameters such as the ambient temperature should also preferably be taken into account when determining the optimal binder supply. The invention thus includes the use of the aforementioned hardness test.

Oppfinnelsen skal beskrives mere detaljert under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et grunnriss av en trafikkbelastningsmålean-ordning som kan anvendes i forbindelse med foreliggende fremgangsmåte. The invention shall be described in more detail with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a ground plan of a traffic load measuring device which can be used in connection with the present method.

Fig. 2 viser et sideriss av anordningen ifølge fig. 1. Fig. 2 shows a side view of the device according to fig. 1.

For å gjøre det mulig å bestemme det korrekte vedlikeholds-program for en viss veioverflate som skal fornyes ved den såkalte overflatebelegningsoperasjon er det funnet å være meget viktig å ha en presis kjennskap til det aktuelle tra-fikkbelastningsbilde av den aktuelle vei. For dette formål kan anvendes en ordning, slik som indikert i fig. 1 og 2, og som monteres utstrukket på tvers av veioverflaten som skal undersøkes med hensyn til trafikkbelastningsfordelin-gen. Den viste anordning omfatter en gummigrunnplate del 2 forsynt med et antall gjensidig adskilte kontaktelementer 6 som er avpasset for aktivering av bilhjulene. I den hensikt kun å registrere tungtrafikkens innvirkning på veien er kontaktelementene beskyttet mot aktivering av mindre tung trafikkbelastning ved hjelp av hårde gummielementer 5' på begge sider av kontaktelementene 6. De sistnevnte er forbundet med en kontaktboks 8 ved enden av anordningen ved hjelp av flate kabler 7 som er beskyttet av en gummidekk-plate 3. In order to make it possible to determine the correct maintenance program for a certain road surface to be renewed during the so-called surface coating operation, it has been found to be very important to have a precise knowledge of the current traffic load picture of the road in question. For this purpose, an arrangement can be used, as indicated in fig. 1 and 2, and which are mounted stretched across the road surface to be examined with regard to the traffic load distribution. The device shown comprises a rubber base plate part 2 provided with a number of mutually separated contact elements 6 which are adapted for activating the car wheels. In order to only record the impact of heavy traffic on the road, the contact elements are protected against activation by less heavy traffic load by means of hard rubber elements 5' on both sides of the contact elements 6. The latter are connected to a contact box 8 at the end of the device by means of flat cables 7 which is protected by a rubber tire plate 3.

Hele måleanordningen holdes i korrekt stilling tvers over veioverflaten og fortrinnsvis bare over en halvpart derav ved hjelp av et vaiersystem 4 langs motsatte kanter av båndstrukturen. Vaierene 4 forankres utenfor veien, eksem-pelvis som vist ved hjelp av spesielle stramme- og festean-ordninger 9 og 10. Måleanordningen kan være forbundet med en egnet registreringsanordning som registrerer aktivering av kontaktelementene 6 under måleperioden, slik at det kan erholdes et belastningsbilde for den aktuelle vei. The entire measuring device is held in the correct position across the road surface and preferably only over half of it by means of a cable system 4 along opposite edges of the belt structure. The wires 4 are anchored outside the road, for example as shown using special tensioning and fastening devices 9 and 10. The measuring device can be connected to a suitable recording device which registers activation of the contact elements 6 during the measurement period, so that a load image can be obtained for the relevant road.

En annen viktig faktor som må kjennes for å planlegge ved-likeholdsoperasjonen for et gitt veioverflate i henhold til foreliggende oppfinnelse er stryketilstanden for den allerede eksisterende vei, og for å måle denne kan det anvendes en anordning som omfatter en oppstilling med tre bæ-rende ben, som hviler direkte på veioverflaten som skal må-les og hvor et måleben er forsynt med en stålkule tilpasset til å trenge inn i veioverflaten under påvirkning av en belastning som kan hvile kun på stålkulen. Dybden av inntrengning av stålkulen ville være indikerende for overflatestyr-ken, og anordningen omfatter et måleutstyr for å registrere denne inntrengningsdybde i forhold til måleperioden for Another important factor that must be known in order to plan the maintenance operation for a given road surface in accordance with the present invention is the leveling condition of the already existing road, and to measure this a device can be used which includes a setup with three load-bearing legs , which rests directly on the road surface to be measured and where a measuring leg is provided with a steel ball adapted to penetrate the road surface under the influence of a load that can rest only on the steel ball. The depth of penetration of the steel ball would be indicative of the surface strength, and the device includes a measuring device to record this penetration depth in relation to the measurement period for

s tyrkebe s temmeIsen. s turkebe s tameIsen.

I henhold til resultatene av denne måling av den aktuelle trafikkbelastning på tvers av veien og styrkebestemmelsen for veioverflaten er det mulig å bestemme den eksakte differensierte dose på tvers av veien for belegget av asfaltbindemiddel som skal anvendes i overflatebelegningsoperasjo-nen for å sikre en optimal effekt av vedlikeholdsoperasjo-nen. According to the results of this measurement of the relevant traffic load across the road and the determination of the strength of the road surface, it is possible to determine the exact differentiated dose across the road for the coating of asphalt binder to be used in the surfacing operation to ensure an optimal effect of the maintenance operation.

EKSEMPEL EXAMPLE

Bestemmelse av optimal bindemiddelmengde for belegning av en veioverflate. Determining the optimal amount of binder for coating a road surface.

Hårdheten ble bestemt på et antall steder langs veien og under målingen ble temperaturen samtidig registrert. Hårdheten er angitt i tabellen under og representerer den kvasistatiske inntrengning av en stålkule i substratet (inntreng-ningen er uttrykt i mm) etter 5 min. og 10 min. ved en belastning på 40 kp. Den kvasistatiske inntrengning ble omdan-det til dynamisk inntrengning ved hjelp av van der Pools diagram. Veioverflatens ruhet ble bestemt ved en konvensjo-nell sandskrapemetode og er vist som diameter uttrykkt i mm (mengden av anvendt sand = 5 000 mm ). The hardness was determined at a number of places along the road and during the measurement the temperature was simultaneously recorded. The hardness is indicated in the table below and represents the quasi-static penetration of a steel ball into the substrate (the penetration is expressed in mm) after 5 min. and 10 min. at a load of 40 kp. The quasi-static penetration was converted into dynamic penetration using van der Pool's diagram. The roughness of the road surface was determined by a conventional sand scraping method and is shown as diameter expressed in mm (amount of sand used = 5,000 mm).

Tverrfordelingen av trafikkbelastningen overstigende 1 The cross-sectional distribution of the traffic load exceeding 1

tonn ble bestemt.Fordelingen i prosent er vist i fig. 3. tonnes was determined. The percentage distribution is shown in fig. 3.

Via meteorologiske målinger ble veioverflatens temperatur bestemt time for time over et år. I dette tilfelle ble temperatur under 20°C ikke tatt med i betraktning da disse tem-peraturer ikke påvirker sluttresultatet i noen vesentlig grad. Mengden av aggregat som kan holdes på veioverflaten ble bestemt eksperimentelt i et enkelt belegg for en gitt mengde av aggregatet. Ved å gjøre dette var det mulig å be-regne det midlere hulrom-volum i aggregatlaget. Via meteorological measurements, the temperature of the road surface was determined hour by hour over a year. In this case, temperatures below 20°C were not taken into account as these temperatures do not affect the final result to any significant extent. The amount of aggregate that can be held on the road surface was determined experimentally in a single pavement for a given amount of aggregate. By doing this, it was possible to calculate the average void volume in the aggregate layer.

Den optimale doseringsmengde for bindemiddel ble bestemt fra de således erholdte verdier og resultatet er vist i fig. 3. The optimum dosage amount for binder was determined from the values thus obtained and the result is shown in fig. 3.

Claims

1. Procedure for surface treatment of roads by separate application of a liquid asphalt binder and an aggregate, characterized in that the load distribution of the road is determined before dosing the binder, after which the binder is dosed according to the results of the determination.

2. Method according to claim 1, characterized in that the transverse distribution of the traffic load on the road surface is determined and that the binder is applied to the surface in such a way that relatively less binder is used on the most heavily loaded parts of the road surface than on the parts of the road surface that are less loaded.

3. Method according to claim 2, characterized in that when the optimal amount of binder is determined, the surface hardness of the road is also determined and the impact of the hardness on the optimal amount of binder is calculated.

4. Method according to claim 3, characterized in that when determining the optimal amount of binder, the temperature profile of the road surface over a year is also determined and the impact of this profile on the optimal amount of binder is calculated.

5. Method according to claim 4, characterized in that when the optimal amount of binder is determined, the roughness of the road surface is also determined and the effect of the roughness on the optimal amount of binder is calculated.