Artikkelen er skrevet av Finn Fluge, Materialteknisk seksjon, Teknologiavdelingen, Vegdirektoratet
På en 8,6 km parsell av E6, nord for Gardermoen i Akershus fylke, er det lagt et 7,6 km betongdekke i høyfast betong. Vegstrekningen ble åpnet for trafikk 26. oktober 1989. I forbindelse med at det prosjekteres ny 4 felts motorveg nordover fra Gardermoen ble det i april 2005 gjennomført inspeksjon, skaderegistrering og tilstandskontroll av betongstrekningen.
Denne artikkelen er en gjennomgang av de forutsetninger som ble lagt til grunn for valget av betong samt de erfaringer man kan trekke nå, 16 år senere.
Dekkeutforming
Dimensjonerende trafikk var satt til et middel på 16000 kjøretøy pr døgn i dimensjoneringsperioden på 20 år. Ved åpningen av vegstrekningen var trafikken 10800 kjøretøy pr døgn. Omtrent 90% av alle personbiler og 50% av lastebilene kjørte med piggdekk i vintermånedene.
Det ble valgt dekketykkelse på 170 mm, bestemt ut fra Håndbok 018 (1980-utgaven) og rundskriv av januar 1989. Under utførelsen oppsto det diskusjon om 170 mm var riktig valg av dekketykkelse. Betongdekket ble lagt i september/oktober 1989 med en gjennomsnittlig fremdrift på 400 meter per dag. Hver dags produksjon ble avsluttet i en støpeskjøt, en såkalt dagskjøt, som er en skjøt uten fortanning. I betongdekket forøvrig er det saget 65 mm dype tversgående kontraksjonsfuger med avstand 5 meter. Mellom kjørebanene er det saget tilsvarende langsgående fuger. I alle fugene og i dagskjøtene er det lagt inn dybler for å sikre kraftoverføringen mellom platene.
Tilstand
Omfanget skader er beskjedent i de sørligste 4,0 km av betongstrekningen. Lenger nord for dette er det registrert et økende antall skader. Dette henger delvis sammen med grunnforholdene som i den nordligste delen er i bæreevneklasse 4, mens den søndre delen er i bæreevneklasse2. Dette samsvarer også med at teleproblemer bare er observert på den nordligste delen av vegstrekningen. Allerede første vinteren oppsto det skader forårsaket av telehiv.
I tillegg er det på en strekning 1,5 – 2,0 km før avkjøringen til Mogreina oppstått skader som skyldes at man kom for seint i gang med sagingen av kontraksjonsfugene. Dette resulterte i at ukontrollert opprissing ved 8 av de tversgående kontraksjonsfugene i dekket, og entreprenøren måtte før overleveringen utføre reparasjon ved å sage ut felt på 60 cm og etablere nye fugekonstruksjoner.
Inspeksjoner utført i perioden 1991 – 2005 viser følgende skadeutvikling:
19917 registreringer
- 5 dagskjøter, langsgående riss
- 1 reparasjonsskjøt, langsgående riss
- 1 telehiv
200525 relevante registreringer
- 16 dagskjøter, langsgående riss, opprissing og knusing
- 6 reparasjonsskøter, langsgående riss, opprissing og knusing
- 3 telehiv
Tilstandskontrollen viser at det i årene etter siste inspeksjon i 1996 har skjedd en gradvis nedbrytning av betongdekket, men utviklingen har gått vesentlig langsommere hva man kunne ha forventet og mer enn 95% av dekket har fremdeles tilfredsstillende standard..
Skadene i platene er langsgående riss/sprekker og opprissing som starter i dagskjøter eller i de skjøtene entreprenøren etablerte i forbindelse med utbedring av forannevnte utilsiktede opprissing. Dyblene virker som rissanvisere. I tillegg er det kommet en del mindre riss ut fra de sagede kontraksjonsfugene uten at disse har betydning for kjørekomforten.
De områdene hvor man i 2005 registrerte de største skadene er de samme områdene som hadde begynnende skader mer enn 10 år tilbake.
Telehiv og skader med utgangspunkt i reparasjoner utført under leggingen danner utgangspunkt for skader på betongdekket som er vanskelig å unngå.
Materialvalg
Mot slutten av 1980-årene, som følge av utviklingen av høyfast betong og erfaringene fra bygging av plattformer til Nordsjøen, kom betong som veggdekke i fokus, og det ble gjennomført flere forsøksprosjekt for å skaffe erfaring med betong som vegdekke. På grunnlag av erfaringstall ble det antatt at et betongdekke i fasthetsklasse C90 ville ha en levetid på 15-20 år før spordybde på 25 mm ble nådd, ca. fjerdeparten av hva man kunne forvente for et asfaltdekke.
Målinger viser at sporslitasjen etter 16 år er i området 15 – 20 mm, et resultat som stemmer bra med forutsetningene.
Dekketykkelse.
Under utførelsen oppsto det diskusjon om 170 mm var et riktig valg. Entreprenørens tyske samarbeidspartner anbefalte å øke dekketykkelsen til 220 mm. Opprinnelig betongtykkelse på 170 mm ble imidlertid opprettholdt.
I 1994 ble det gjennomført omfattende beregninger av betongdekket med elementprogrammet DIANA, basert både på det norske regelverket og internasjonalt anerkjente metoder. Konklusjonen var at det 170 mm tykke dekket har tilstrekkelig kapasitet til å motstå trafikklastene, men beregningene viste at forholdene ved dagskjøtene er mer ugunstige enn forholdene i platefeltene og ved de kontraksjonsfugene.
Hovedårsaken til de langsgående sprekkene ligger i utførelsen av dagskjøtene. Dagskjøtene har ingen fortanning og dyblene vil ved gjentatte belastninger få redusert innspenning. De sagete kontraksjonsfugene er stivere fordi disse fugene kan overføre skjærspenninger.
Samlet vurdert er opptredende strekkspenninger ved dagskjøtene av samme størrelse som betongens bøyestrekk kapasitet og det kan derfor utvikle seg riss i platene dersom et vogntog med 25% overlast passerer.
Det kan slås fast at man ikke i tilstrekkelig grad vurderte konsekvensen for dagskjøtene ved valg av mindre dekketykkelse og høyere betongfasthet. I senere regler er minimum dekketykkelse økt med 30 mm ut over de verdier som ble benyttet i det foreløpige dimensjoneringsgrunnlaget i 1989.
Erfaringer
Det undersøkte betongdekket har etter 16 års bruk fremdeles tilfredsstillende standard. Spordybden er mindre enn 20 mm. Samlet sett er erfaringene gode, men det bør ved nye prosjekter legges vekt på følgende punkter.
·|Betongdekker må bygges på betongmaterialets premisser.
·Problematikken knyttet til skjøter og fuger er ikke løst. Ved legging av fremtidige betongdekker bør dagskjøtene behandles spesielt.
·Dekketykkelsen bør minste være 200 mm.
·Asfaltskuldre i kombinasjon med betongdekker bør unngås.
·I områder hvor det kan oppstå teleproblemer må det foretas masseutskifting. Telehiv må unngås.
·Betongdekker er mer ømfintlig for feil som kan oppstå ved utleggingen. Det må derfor tilstrebes et en utførelse som er robust og som hindrer at det bygges inn svakheter.
Følger man disse reglene blir resultatet bra.
