Asphaltbetonblanding
11.6.1.2 Distorsion
Distorsion i asfaltblandingen er et resultat af ustabilitet, bevægelse eller svaghed i den granulære base eller undergrund, og desuden kan nogle typer af distorsion ledsages af revner i asfaltbelægningen. Forvridning af belægningen kan antage mange former, men sporing og skubning er de mest almindelige.
Sporing (dannelse af kanaliserede fordybninger, riller) forekommer i hjulsporene på en belægningsoverflade. Spore er et alvorligt problem, fordi sporene bidrager til en ru køreflade og kan fyldes med vand under regn- eller snehændelser, som så kan få køretøjer, der kører på vejen, til at aquaplanere og miste kontrollen.
Rutting (ofte omtalt som permanent deformation) er en almindelig form for nød i fleksible belægninger og opstår, når (lastede eller tunge) lastvognsdæk bevæger sig hen over en asfaltbetonbelægning, belægningen bøjer en meget lille del. Disse afbøjninger varierer fra meget mindre end en tiendedel af en millimeter i koldt vejr – når belægningen og underlaget er meget stive – til en millimeter eller mere i varmt vejr – når belægningsoverfladen er varm og meget blød. Hvis blandingsmaterialets elasticitetsmodul er tilstrækkeligt, har belægningen tendens til at springe tilbage til sin oprindelige position, efter at lastvognsdækket er kørt over et givet sted i belægningen. Ofte vil belægningsoverfladen dog ikke komme helt tilbage, og der vil være en meget lille (men ikke ubetydelig) permanent deformation af belægningen i hjulbanen. Efter at mange hjulbelastninger er kørt hen over belægningen – antallet af hjulbelastninger varierer med belægningens kvalitet – kan der derfor opstå betydelige spordannelser, hvilket kan føre til stærkt sporede belægninger med en dybde på 20 mm eller mere (0,75 tommer eller mere). Spordybder på ca. 10 mm eller mere anses normalt for at være for store og udgør en betydelig sikkerhedsrisiko.
Spor i belægningens undergrund skyldes konsolidering eller forskydning af materialer som følge af gentagen trafikbelastning. I alvorlige tilfælde kan der opstå opstuvning på ydersiden af sporet. Denne fejltilstand opstår i underlaget eller underlaget som følge af for store spændinger, fugtinfiltration eller en grundlæggende konstruktionsfejl. Det kan derfor vise sig som en fordybning i hjulbanen eller som opstuvning langs siderne af sporet. Spore opstår normalt, når en belægning er nyanlagt, og bliver minimale, efterhånden som asfaltbindemidlet hærder og ældes. Spore opstår også, når lastbiler transporterer tunge belastninger på dæk med stærkt forhøjet dæktryk på belægninger, der ikke er konstrueret til at modstå den slags belastninger. Disse blandinger havde et for højt asfaltindhold, et for højt indhold af finstoffer, runde og glat teksturerede aggregater og en for blød asfalt. Forbedringer i procedurerne for blandingskonstruktion, specifikationer og prøvning af aggregater og PG-bindemidler har reduceret problemerne med sporing betydeligt.
Endelig er sporing mere almindelig om sommeren, når de høje temperaturer blødgør asfaltcementet. På asfaltbelægninger med koldblanding (CMA) kan manglende beluftning eller hærdning af emulsionen resultere i en blød blanding, der giver sporer. Dette er især et problem, når der anlægges koldblandede belægninger sent på året. Andre beslægtede former for permanent deformation omfatter skubning og vaskebrædder.
Skubning (bølger, vaskebrædder) er en form for plastisk deformation, der resulterer i krusninger på tværs af belægningsoverfladen. De opstår typisk, når der er store horisontale belastninger, hvor trafikken starter og stopper, ved nedkørsler, hvor køretøjer bremser, ved kryds og i skarpe horisontale kurver. Bølger skyldes normalt for meget asfalt eller anvendelse af en meget blød asfalt i blandingen.
Shoving opstår typisk i kryds, når køretøjer standser og udøver en sideværts kraft på overfladen af den varme blanding, hvilket får den til at deformere sig overdrevent meget på tværs af belægningen i stedet for inden for hjulsporene. Washboarding er et lignende fænomen, men i dette tilfælde tager deformationen form af en række store krusninger på tværs af belægningsoverfladen. Sporkørsel, skubning og vaskespor kan være resultatet af permanent deformation i en hvilken som helst del af belægningen – underlaget, den granulerede undergrund eller et af de bundne lag. Overdreven permanent deformation i et eller flere af de bundne lag er et resultat af en asfaltbetonblanding, der mangler styrke og stivhed ved høje temperaturer. Flere problemer med en blandingskonstruktion, f.eks. valg af et asfaltbindemiddel, der er for blødt til det givne klima og trafikniveau, kan gøre den tilbøjelig til at give anledning til spordannelse og andre former for permanent deformation.
Desintegration er den opløsning af en belægning, der begynder med tabet af de fine aggregatpartikler fra belægningsoverfladen og skrider frem til dannelse af huller. Det er den gradvise nedadgående nedbrydning i de nederste lag af belægningen, hvilket resulterer i store stykker ubundne fragmenter. Dette svigt kan være et resultat af udmattelsesbelastning, da der dannes store huller i belægningen, når fragmenterne løsnes af trafikken. De forskellige typer af fortovsopløsning er raveling/vejring, delaminering, afrivning og huller.
Raveling (vejring) er det gradvise tab af aggregat fra fortovsoverfladen. Raveling er en af de komplikationer, der opstår som følge af stripping. Det kan beskrives som det gradvise tab af overflademateriale ved forvitring eller overfladeslidning. Det begynder, når fine aggregater løsner sig fra asfaltcementen og efterlader små ru pletter på belægningsoverfladen, som vokser, efterhånden som større aggregatpartikler løsnes fra belægningsoverfladen. Efterhånden løsner de større aggregatpartikler sig på grund af manglende støtte fra de omkringliggende fine partikler. Råstofdannelse fremskyndes i hjulsporene af trafikken. Der sker forvitring på hele belægningsoverfladen, også på de områder, hvor der ikke er trafik. Der skal normalt både vand og trafik til for at forårsage omfattende raveling. Ravling skyldes store lufthuller i den varme asfaltblanding på grund af dårlig komprimering eller sæsonens sene belægning. Desuden kan en mager asfaltblanding (for lidt asfalt) eller overophedning af asfalten i asfaltblandingsanlægget (hvilket fører til forstyrrelse af en aggregatrelateret strukturering af bindemidlet) også resultere i raveling. Raveling opstår også, når dæk løsner aggregatpartikler fra overfladen af en asfaltbelægning med varm blanding. Mange af de samme faktorer, der bidrager til dårlig træthedsmodstand, vil også bidrage til raveling, herunder lavt indhold af asfaltbindemiddel og dårlig komprimering i marken. Da belægningsoverfladen er udsat for vand fra regn og sne, kan dårlig modstandsdygtighed over for fugt også fremskynde raveling i varme asfaltbelægninger.
Stripping er det gradvise tab af vedhæftning mellem asfaltfilmen og aggregatoverfladen, hvilket resulterer i tab af integritet i den varme asfaltblanding. Derfor bliver belægningen modtagelig for forskellige former for svigt ved at miste sin strukturelle stivhed. Faktorer, der bidrager til stripping, omfatter vand på belægningen med høj trafikbelastning, høje temperaturer, aggregaternes og bindemidlets beskaffenhed og dårlig komprimering. Stripping kan føre til andre former for skader som f.eks. revner og spordannelse.
Vand flyder ikke let gennem asfaltbelægninger, der er konstrueret omhyggeligt og effektivt, men det flyder meget langsomt, selv gennem velkomprimeret materiale. Vand kan arbejde sig vej mellem aggregatoverfladerne og asfaltbindemidlet i en blanding og svække eller endog helt ødelægge bindingen mellem disse to materialer (stripping). Fugtskader kan hurtigt opstå, når der er vand under en belægning, f.eks. når belægninger er anlagt over dårligt drænede områder og ikke er konstrueret eller bygget korrekt for at fjerne vand fra belægningsstrukturen. Faktisk kan lejlighedsvis udsættelse for vand forårsage fugtskader i asfaltblandinger på grund af mangelfuld udformning eller mangelfuld konstruktion eller anvendelse af dårlige materialer.
De fysisk-kemiske processer, der styrer fugtskader, er komplekse, idet forskellige kombinationer af asfaltbindemiddel og tilslagsmateriale vil udvise vidt forskellige grader af modstandsdygtighed over for fugtskader. Det er faktisk vanskeligt at forudsige fugtmodstanden for en bestemt kombination af asfalt og aggregat, selv om asfaltblandinger fremstillet med aggregater med et højt indhold af silica (f.eks. sandsten, kvartsit, chert og visse typer granit) har tendens til at være mere modtagelige over for fugtskader. Korrekt konstruktion, især grundig komprimering, kan bidrage til at reducere gennemtrængeligheden af varmblandede asfaltbelægninger og dermed reducere (og endda mindske) sandsynligheden for fugtskader betydeligt. Anti-stripping-tilsætningsstoffer kan tilsættes asfaltblandinger for at forbedre fugtmodstanden – hydratkalk er et af de mest almindelige og mest effektive af sådanne tilsætningsstoffer.
Fugtmodstanden af varmblandede asfaltblandinger kan vurderes (ofte benævnt Lottman-proceduren). Ved denne test komprimeres seks cylindriske prøver af varm asfaltblanding i laboratoriet. Tre af disse udsættes for konditionering – vakuummætning, frysning og optøning – mens de tre andre ikke konditioneres. Begge sæt prøver afprøves derefter ved hjælp af den indirekte spændingsprøve. Den procentdel af styrken, der bevares efter konditionering, kaldes trækstyrkeforholdet og er en indikation af den pågældende blandings modstandsdygtighed over for fugt. Mange motorvejsmyndigheder kræver et trækstyrkeforhold på mindst 70-80 % for varmblandede asfaltblandinger, men man skal huske, at dataene fra denne prøvningsmetode ikke altid er 100 % pålidelige og kun giver en tilnærmelsesvis indikation af blandingens modstandsdygtighed over for fugtindtrængning og skader.
Delaminering er det lokale tab af hele tykkelsen af et belægningslag og skyldes manglende binding mellem belægningslaget og den oprindelige belægning. Igen er det vand, der er årsagen, især når vandindtrængningen sker mellem to lag af belægningen. Delaminering er dog sædvanligvis begrænset til hjulbaneområdet og er først et alvorligt problem flere år efter belægningen, men når det først er sket, er det vanskeligt at reparere vejen. Rengøring af den gamle overflade og påføring af en asfaltemulsion som tackcoat (et tyndt lag asfalt, der anvendes ved opbygning eller omlægning af veje og motorveje) vil bidrage til at afhjælpe problemet og er især nyttigt, når overlejringstykkelsen er 50 mm (2 tommer) eller mindre.
Huller er skålformede huller af forskellig størrelse i en belægning som følge af lokal opløsning under trafik. De forårsager fejl i hjuljusteringen og kan starte med en lille revne, der lader vand trænge ind og svækker vejens underlag, eller et lille område med flossning, der går i fuld dybde, eller der kan opstå en hel masse huller fra den ene dag til den anden i et område med alligatorrevner i en tynd belægning. Dårlig jordbund, dårlig dræning, for tynd asfaltbelægning, dårlig komprimering og dårlig vedligeholdelse af vejbelægningen kan alle føre til dannelse af huller.