Snabba jobb, reparation av betongvägar. Presenterat av Johan Silfwerbrand, KTH, på Betongdagen den 13 oktober 2016 i Stockholm.

1. 13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 1
Snabba jobb – reparation av
betongvägar
Johan Silfwerbrand
Byggvetenskap, KTH
Betongdagen, Sthlm, 13 okt. 2016

2. Innehåll
 Behöver betongvägar repareras?
 Olika typer av reparationer
 Snabba platsgjutna lösningar
 Snabba förtillverkade lösningar
 Avslutande kommentarer
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 2

3. Behöver enhörningen
medicin?
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 3

4. Behöver betongvägar
repareras? Ja!
 Betongvägen är beständig & slitstark, men …
 … dubbdäck ger spårbildning, 0,5 till 1 mm/år
 … foglister eller fogmassor behöver bytas ut
 … sprickor uppstår så småningom
 … enstaka plattor kan behöva bytas ut
 … vägmarkeringen behöver förnyas
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 4

5. Amerikanska erfarenheter 1 (2)
Tayabji, 2016

6. Amerikanska erfarenheter 2 (2)
Tayabji, 2016

7. Reparationsschema enl. VTI
Skadetyp Beskrivning Åtgärd
Fogskador Otät fog Omfogning med foglist
eller -massa
Vägmarkering Lossnar Borttagning,
vattenfräsning, primning
Ojämnheter Sättningar Injektering (lyftning)
Spår Dubbdäcksslitage Diamantslipning
Sprickor Förankring, tätning
Erosion av
finmaterial
Finmaterial tränger
upp gm vägrensfog
Bättre dränering, tätning
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 7
Hultqvist & Dolk, 2014

8. Men hur reparerar man
större skador?
Platsgjuten betong Förtillverkade
betongplattor
Princip Ersätter fullstora eller
stora delar av skadade
plattor
Ersätter fullstora skadade
plattor
Utmaningar Hög hållfasthet,
jämnhet & kvalitet på
< 12 h
Jämnt understöd &
förankring till
grannplattan på < 12 h
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 8

9. CBI-rapport nr 2:93
 Finmalen cement (600
m2
/kg).
 Högt cementinnehåll (>
450 kg/m3
).
 Hög utgångs-
temperatur.
 Täckning av
beläggningen.
 Möjligt att trafikera
efter 6 timmar.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 9

10. Förtillverkade plattor
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 10
 Amerikanska
erfarenheter från
2001.
 Presenterade vid en
workshop ”Achieving
High-Quality Precast
Concrete Pavement
Installations” i San
Antonio i aug. 2016.

11. Medverkande
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 11
 Shiraz Tayabji, Applied
Research Associates, Inc.
 Will Lindquist, Kansas DOT
 Andy Naranjo, Texas DOT
 Brian Doherty, WSP
 Mehdi Parvini,
California DOT
 Sponsor: National
Precast Concrete
Association (NPCA)
 Dan Pickel, Univ. of
Waterloo (utanför workshop)

12. Erfarenheter
 Mindre amerikanska projekt på 1960- & 1970-
talen.
 Skall finnas tidiga projekt också i Ryssland &
Japan.
 Intresse från FHWA (USA) sedan 1990-talet.
 Nystart i USA 2001 (vägar, flygfält).
 Sedan dess 80 projekt i 15 delstater med 60
entreprenörer involverade.
 Totalt: 50 körfältskilometer (32 lane-miles)
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 12
Tayabji, 2016

13. Reparationens omfattning
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 13
• Enstaka platta
• Fogreparation
• Kontinuerlig
sträcka
Tayabji m.fl, 2013

14.  För enstaka plattor
• Armerade betongplattor
• Förspända betongplattor
 För kontinuerliga sträckor
• Fogade system
• Armerade betongplattor
• Förspända betongplattor
• Efterspända system
Förtillverkade betongplattor
14
Tayabji, 2016

15. Förtillverkade betongplattor
Enstaka plattor
System av en serie plattor
15
Tayabji, 2016

16. Principen för reparationen
Existing Slab Existing Slab
Existing Base
Precast Panel
Prepared bedding (Granular or
flowable concrete)
Tayabji, 2016

17. Fogar & dymlingar 1 (6)
 Två huvudalternativ:
1.Ursparingar & dymlingar i underkanten av plattan
(flera varianter).
2.Ursparingar & dymlingar i överkanten av plattan
(ett patenterat system).
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 17

18.  Använd en trång dymlingsursparing upptill för
lastöverföring → tillåter trafiköppning före
igjutning.
Fogar & dymlingar 2 (6)
Tayabji, 2016

19. Fogar & dymlingar 3 (6)
Tayabji, 2016

20. Fogar & dymlingar 4 (6)
Barra Glide System with a receiving
dowel hole in the opposite panel
Tayabji, 2016

21. Fogar & dymlingar 5 (6)
Tayabji, 2016

22. Fogar & dymlingar 6 (6)
SH 101 design (2015)
I-210 design (2016)
Tayabji, 2016

23. Efterspända förtillverkade betongplattor
Original - Central panel surface pocket posttensioning
Refined - End panel surface pocket posttensioning
rrent - End panel joint face posttensioning and gap panel use
Tayabji, 2016

24. Tillverkning av betongplattor
Tayabji, 2016

25. Förtillverkade plattor – ex.
 Vct = 0,42.
 Cement = 356 kg/m3
.
 Luft = 8 %.
 Sättmått: 150 – 200 mm.
 Tryckhållfasthet: 21 MPa (efter 16 h) resp. 28 MPa
(28 d).
 Livslängd: > 20 – 25 år.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 25
Lindquist, 2016

26. Produktionen
1. Ta bort gamla skadade betongplattan och
underliggande material.
2. Kompaktera (packa) befintligt bärlager.
3. Lägg ut c:a 100 mm snabbhårdnande
cementbundet grus.
4. Placera ut den förtillverkade betongplattan.
5. Injektera sättbruk genom förborrade hål i plattan.
6. Fyll igen förtagningarna kring dymlingarna.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 26
Parvini, 2016

27. Hur snabbt härdar CG &
bruk?
 Cementbundet grus (lean concrete): fcc = 1,4 MPa
(200 psi) efter 45 minuter.
 Injekteringsbruk: fcc = 8 MPa (1200 psi) efter 60
minuter.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 27

28. Framgångsfaktorer
1. Skapa full kontakt mellan den förtillverkade
betongplattan & ett välproducerat underlag.
2. Se till att de lastöverförande dymlingarna i
tvärfogarna blir fullständigt kringgjutna.
3. Producera en färdig betongyta på ett väl
avjämnat & korrekt utfört bärlager.
4. Åstadkom en färdig betongyta med korrekt
tvärfall.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 28
NPCA, 2016

29. Byggtider & kostnader
 12 till 25 förtillverkade betongplattor (3×3 m2
)
installeras på 8 timmar.
 7 till 10 plattor på 5 timmar.
 Kostnader från $238 till $450 per yd2
(2400-4600
kr/m2
).
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 29
NPCA, 2016

30. Upphandling i USA
 Beställaren (Dept. of Transportation, DOT)
upprättar dimensioneringsritningar & upphandlar
en entreprenör.
 Entreprenören köper sedan betongplattorna från
en betongelementfabrik.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 30

31. NJ I-295 (2008) – Enstaka plattor
 Process:
 Sågning av reparationens kanter i förväg
 Reparationsnatten: Ta bort skadad platta, preparera
underlaget, borra dymlingshål i befintliga plattor, montera
dymlingar, montera nya plattor
 Nästa natt: Fyll dymlingshålen med bruk, injektera under nya
plattan
31
Tayabji, 2016

32. NJ I-295 (2008)
NEXT
NIGHT

32
FIRTST NIGHT
Tayabji, 2016

33. Virginia I-66 (2009) –
Kontinuerlig sträcka
Note: If an extra 6 in. width had been
trimmed off, most of the longitudinal
spalling would have been taken care of.
Tayabji, 2016

34. New York City (2010) –
Kontinuerlig sträcka

35. Reparera asfalt med
förtillverkad betong
 Kanadensisk 100 m lång provsträcka med
förtillverkade betongplattor på asfaltväg:
1.Tillverkning av betongplattor.
2.Tillståndsbedömning.
3.Sågning av befintlig asfalt.
4.Borttagning av asfalt ned till 220 mm.
5.Preparering av asfaltytan: rengöring +
cementbruk.
6.Montering av betongplattor.
7.Injektering under plattan & runt dymlingar.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 35
Pickel m.fl., 2016

36. Underlaget förberett för
nästa platta
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 36
Pickel m.fl., 2016

37. Utseendet hos en
förtillverkad betongplatta
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 37
Pickel m.fl., 2016

38. Slutord
 Betongvägar är beständiga men inte helt
underhållsfria.
 Både prefab och platsgjuten betong kan användas
för snabb reparation över natt.
 Klokt att ha ett mindre lager av förtillverkade
betongplattor med rätt dimensioner ifall enstaka
plattor fallerar.
 Bjud gärna in en eller ett par amerikanska
experter till workshop om reparation av
betongvägar.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 38

39. Referenser
 Hultqvist B-Å & Dolke E (2014): ”Handbok – Drift, underhåll och
reparation av betongvägar”. VTI notat 14-2014, Statens väg- &
transportforskningsinstitut, Linköping, 59 s.
 Petersson Ö & Sundbom S (1993): ”Tidig trafikering av
betongbeläggningar”. CBI-rapport nr 2:93, Cement och Betong
Institutet, Sthlm, 42 s.
 National Precast Concrete Association (2016): ”Manual for Jointed
Precast Concrete Pavement”. Carmel, Indiana, USA, 12 pp.
 Tayabji S, Ye D & Bush N (2013): ”Precast Concrete Pavement
Technology”. Report, SHRP 2 Renewal Project R05, Transportation
Research Board, Washington D.C., USA.
 Tayabji S (2016): ”Overview of Precast Concrete Pavement
Practices & Recent Innovations”. Oral presentation, ACI Spring
Convention, Milwaukee, USA, April 2016.
13 okt. 2016 J Silfwerbrand, KTH 39