Asfaltboka : grunnleggende lærebok i asfaltfaget

265 Pages·1997·169.436 MB·Norwegian

by  Landsforeningen for bygg og anlegg

Landsforeningen for bygg og anlegg
Grunnleggende lærebok i asfaltfaget
NBR-DEPOTBIBLIOTEKET
POSTBOKS 278 - 8601 MO
BA forlaget
© 1996 BA forlaget, Landsforeningen for bygg og anlegg, Servicekontoret
© 1996 BA forlaget, Bygg og Anlegg Media AS
2. utgave 1997
ISBN 82-91414-12-2
Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og
fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor,
interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.
Alle henvendelser kan rettes til:
BA forlaget
Bygg og Anlegg Media AS
Postboks 128 Blindern
0314 Oslo
Figurer og fotografier er gjengitt med tillatelse fra:
ABG, Asfaltentreprenørenes Forening (AEF), A/S Veidekke,
Divisjon Asfalt, Barber Greene, Dynapac, Hartmann Vei og Anlegg A/S,
KVM,Nodest Vei A/S, Pukk- og grusleverandørenes Forening (PGL),
Statens vegvesen, Svenska Kommunforbundet og Wirtgen
Omslag: Tor Berglie
Illustrasjoner/layout: David Keeping
Produksjon: Falch Hurtigtrykk A/S
Forord
Initiativet til denne boka kom fra LBAs utvalg for asfaltopplæring sommeren 1994.
Målsettingen har vært å tilrettelegge yrkesteori for undervisning etter at asfaltfaget ble
godkjent under lov om fagopplæring i januar 1994. Vi har valgt å lage en omfattende bok
som dekker ca. 300 undervisningstimer av yrkeslære for fagprøven (§20) og 112 under­
visningstimer av studieretningsfaget veidekker i videregående skole (VK I). Boka vil
også være aktuell for andre fagfolk som trenger innsikt i asfaltfaget. Den er sammen med
de ulike håndbøker som eksisterer på området, tilrettelagt for undervisning både i skole
og bedrift.
Arbeidet med boka har engasjert mange personer innenfor bransjen. Redaktør for boka
har vært Tom Ekeli, BA forlaget. Redaksjonsutvalget har bestått av:
Kjartan Eimhjellen, Nodest Vei A/S
Åsmund Naterstad, Veidekke Asfalt A/S
Nicolay Wiborg, Icopal as
Disse har dels skrevet egne kapitler og dels bearbeidet innkomne forslag.
Øvrige forfattere har vært ulike medarbeidere i bedriftene: Icopal AS, Nodset Vei A/S,
Trafitek A/S og A/S Veidekke og representanter for organisasjonene Asfaltentrepren-
ørenes forening (AEF) og Pukk- og grusleverandørenes forening (PGL).
Underveis har vi fått mange nyttige innspill og kommentarer og vil spesielt takke:
Kåre Rypestøl, Gand videregående skole
Torkild Thurmann-Moe, Statens vegvesen, Veglaboratoriet
Ivar Smedsrud, Norsk Kommunalteknisk Forening
LB A håper at boka vil være nyttig for asfaltbransjen, og at den vil kunne bidra til ytterli­
gere kompetanseheving innenfor veisektoren. Redaktør og redaksjonsutvalg forutsetter at
boka vil bli kritisk gjennomgått i bransjen og er innstilt på å innarbeide eventuelle
kommentarer i senere utgaver.
Oslo, januar 1996
Per T. Eikeland
administrerende direktør
Landsforeningen for bygg og anlegg
Forord 2. utgave
Vi har fått mange positive tilbakemeldinger på boka og har derfor med stor entusiasme
allerede etter 1,5 år ytterligere forbedret den. Endringene fra 1. til 2. utgave bygger
vesentlig på de erfaringene som instuktører og elever har hatt med boka i bruk på
§20-kurs. Det har kommet til en del nye illustrasjoner og i kapittel 7 er det tatt inn et
helt nytt avsnitt om elektroteknikk og styring av asfaltverk. Boka er nå også utstyrt med
stikkordsregister. Redaksjonsutvalget består fortsatt av: Kjartan Eimhjellen, Rieber &
Sønn ASA: Divisjon Nodest Asfalt, Åsmund Naterstad, Veidekke ASA: Divisjon Asfalt
og Nicolay Wiborg, Icopal as: Divisjon vei
Blindern, november 1997
Tom Ekeli, forlagsredaktør
BA forlaget
ASFALTBOKA
Forord
1 Asfaltfaget - i et historisk perspektiv
1.1 Asfalt og bitumen som historisk byggemateriale........................................................................................................7
1.2 Gode veidekkers betydning i dagens samfunn...........................................................................................................10
Kontrollspørsmål............................................................................................................................................................14
2 Dagens bruk av asfalt og bitumen
2.1 Bruk av asfalt generelt....................................................................................................................................................15
2.2 Anlegging av nye veier...................................................................................................................................................16
2.3 Vedlikehold av asfaltdekker..........................................................................................................................................18
Kontrollspørsmål............................................................................................................................................................20
3 Råvarer
3.1 Steinmaterialer................................................................................................................................................................21
3.2 Bindemidler.....................................................................................................................................................................27
3.3 Tilsetningsstoffer.............................................................................................................................................................36
Kontrollspørsmål og øvingsoppgaver..........................................................................................................................39
4 Asfaltdekker, massesammensetning og produksjon
4.1 Asfaltdekker....................................................................................................................................................................41
4.2 Sammensetning av asfaltmasse, proporsjonering.......................................................................................................49
4.3 Produksjon av asfaltmasse.............................................................................................................................................57
4.4 Produksjonsutstyret........................................................................................................................................................59
4.5 Produksjonsstyring.........................................................................................................................................................65
4.6 Prosessgjennomgang......................................................................................................................................................71
Kontrollspørsmål og øvingsoppgaver.........................................................................................................................76
5 Mellomlagring og transport
5.1 Krav og tiltak...................................................................................................................................................................77
5.2 Mellomlagring.................................................................................................................................................................78
5.3 Transport..........................................................................................................................................................................80
Kontrollspørsmål............................................................................................................................................................83
6 Utlegging og kompaktering av asfalt
6.1 Planlegging og forberedelse før dekkelegging...........................................................................................................86
6.2 Forarbeider.......................................................................................................................................................................86
6.3 Utlegging med utleggermaskiner.................................................................................................................................88
6.4 Håndlegging og legging med enkelt leggeutstyr........................................................................................................96
6.5 Rengjøring og parkering av utstyr................................................................................................................................97
6.6 Andre produksjons- og utleggingsmetoder.................................................................................................................97
6.7 Kompaktering av asfaltdekker.....................................................................................................................................108
Kontrollspørsmål..........................................................................................................................................................116
4
INNHOLD
7 Maskiner og utstyr
7.1 Hovedkomponenter og prinsipper for rullende materiell......................................................................................117
7.2 Vedlikeholdsrutiner.....................................................................................................................................................133
7.3 Sikring og ansvarsforhold for anleggsmaskiner......................................................................................................134
7.4 Litt om elektroteknikk og styring av asfaltverk......................................................................................................136
Kontrollspørsmål.........................................................................................................................................................144
8 Veibygging
8.1 U nderby gning...............................................................................................................................................................145
8.2 Overbygning.................................................................................................................................................................151
Kontrollspørsmål og øvingsoppgaver........................................................................................................................155
9 Vedlikehold av asfaltdekker
9.1 Skadetyper og årsaker.................................................................................................................................................157
9.2 Forebyggende vedlikehold.........................................................................................................................................159
9.3 Utbedringsmetoder......................................................................................................................................................160
9.4 Vedlikeholdsmetoder..................................................................................................................................................162
9.5 De offentlige myndigheters oppfølging av veivedlikeholdet................................................................................169
Kontrollspørsmål..........................................................................................................................................................170
10 Kvalitetsstyring og internkontroll (HMS)
10.1 Kontroll og kvalitetsstyring.......................................................................................................................................171
10.2 Produksjons- og driftsplanlegging...........................................................................................................................177
10.3 Helse, miljø og sikkerhet...........................................................................................................................................180
Kontrollspørsmål..........................................................................................................................................................197
11 Bransjelære
11.1 Asfaltbransjen..............................................................................................................................................................199
11.2 Opplæring i asfaltfaget..............................................................................................................................................206
11.3 Forskning og utvikling..............................................................................................................................................207
Kontrollspørsmål.........................................................................................................................................................211
Vedlegg..........................................................................................................................................................................213
Asfaltterminologi........................................................................................................................................................247
Stikkord.........................................................................................................................................................................255
5
6
1 Asfaltfaget - i et historisk perspektiv
Legging av asfalt er et relativt ungt fag, men
med “dype røtter". I denne boka vil vi legge
mest vekt på dagens anvendelse av asfaltmasse.
I kapittel 1 vil vi presentere noen viktige trekk
fra asfaltens historie og vise betydningen av
asfalt i dagens samfunn.
Asfalt brukes i dag som en fellesbetegnelse på ulike blan-
k dinger av steinmaterialer og et bindemiddel. Det binde-
midlet som benyttes i asfalt, er basert på bitumen. Bitumen
har helt spesielle egenskaper. Det er svært bestandig, end­
rer seighet ved oppvarming og fortynning og har god ef­
fekt som lim. Ordet bitumen kommer fra latin og betyrjord-
bek. I Europa bruker vi betegnelsen asfalt om blandingen
av stein og bindemiddel, mens man i USA sier asfalt om
bare bindemidlet.
Bitumen er et mørkebrunt eller svart seigtflytende stoff som
forekommer både naturlig og kan framstilles ved raffine­
ring av jordolje. Den kjemiske sammensetningen er meget
komplisert, men hovedbestanddelene er faste eller tungt-
flytende hydrokarboner.
Figur 1.1 Asfaltører avlegger fagprøven på El 8 Vi skiller mellom:
- asfalt
en homogen blanding av steinmaterialer og bituminøst
bindemiddel
- asfaltdekke
asfalt ferdig utlagt og kompaktert
1.1 Asfalt og bitumen som historisk
byggemateriale
Helt fra de første kulturer vokste fram, har bitumen blitt
brukt til ulike formål. Det som tidligst ble utnyttet, var de
naturlige forekomstene som sivet opp av jorden som en blan­
ding av bitumen og mineralske og organiske fyllstoffer.
Bitumen dannet klumper eller fylte fordypninger i ter­
renget. Noen steder kunne det dannes hele innsjøer av dette
stoffet. Man har funnet skjeletter av dyr og fugler i en asfalt-
sjø i California som stammer fra istiden for ca. 25 000 år
siden.
7
ASFALTBOKA
Den første bruk av bitumen som vi kjenner til, stammer fra
ca. 3 800 f.Kr. Da ble stoffet brukt til å tette båter. Bibelen
forteller at også Noa benyttet dette stoffet..
Et vannbasseng fra ca. 3 000 år f.Kr., som ble funnet ved
utgravninger i Indusdalen, er murt av stein med asfalt som
mørtel. Dette bassenget består den dag i dag. En rekke an­
dre funn bekrefter at asfalt var et kjent bygningsmateriale
på denne tiden. Omtrent samtidig kom asfalt i bruk også
ved bygging av veier og fortau. Inka-indianeme i Peru bygde
sine praktbulevarder av teglstein med asfalt som mørtel og
vanntetting. De første «asfaltresepter» ble risset inn på en
steinbauta i Babylon, det var ulike formler om det skulle
Figur 1.2a Fra ca. 2 500 år f.Kr. ble egyptiske faraoer
konservert til mumier ved omhylling med lintøy dyppet i brukes til veier, dammer eller andre byggverk. Kong
flytende bitumen Nebukadnesar planla sine store byer med gater, broer og
kloakktunneler av stein med asfalt som mørtel og tetting.
Gjør vi et sprang i asfaltens historie, kommer vi fram til Sir
Walter Raleigh, engelsk oppdagelsesreisende og pirat som
er gitt æren for å ha oppdaget asfaltsjøen på Trinidad i 1595.
Han fant dette stoffet velegnet når han skulle gjøre sine
skip tette, og startet dermed den kommersielle utnyttelsen
av denne forekomsten. Denne sjøen inneholder 10-15 mil­
lioner tonn asfalt. Asfalten herfra inneholder 54 % bitu­
men, 36 % mineralske fyllstoffer og 10 % organisk mate­
riale. Denne asfalten selges som Trinidad Epuré etter at
råstoffet er renset ved oppvarming til 160 °C. Den benyttes
i dag som en del av bindemidlet for å bedre asfaltdekkets
deformasjonsegenskaper.
En annen type asfalt som kalles steinasfalt, på engelsk «rock
asphalt», forekommer naturlig blant annet ved Gard i Frank­
Figur 1.2b Naturasfalt fra Trinidad rike, ved Neuchatel i Sveits og ved Ragusa i Italia. Den
består av porøs kalkstein med ca. 12 % bitumen. Denne
asfalttypen er utnyttet til veiformål fra 1800-tallet. Knust
og oppvarmet kunne den legges ut og kompakteres. Spesi­
elt i Frankrike blir den utnyttet som støpeasfalt til membra­
ner i gulv, broer og fortau. Produktet blir også kalt stampe-
asfalt.
Omkring 1820 ble ble et nytt prinsipp for veibygging lan­
sert av skottene McAdam og James Patterson. Prinsippet
gikk ut på at veiens øverste lag skulle bestå av 15 - 20 cm
Grøfter for
grov pukk som ble lagt med en tverrprofil som lot vannet
renne ned i åpne sidegrøfter. Det geniale ved dette prinsip­
pet var bruken av knust stein, som gav større styrke og sta­
bilitet. Under trafikk av den tids kjøretøy med stålskodde
hjul ble topplaget nedknust. Det gav bedre jevnhet, men
også større støvplager. Disse ble etter hvert avhjulpet ved å
helle på tjære.
Tjære må betegnes som et bituminøst bindemiddel. Det var
i bruk til veibygging helt opp til 1960-årene, men ble da
forlatt på grunn av forurensningsproblemer.
Figur 1.3 McAdams prinsipp for veibygging
I 1859 ble den første drivverdige oljeforekomsten lokali­
sert i Titusville i Pennsylvania. Dette funnet regnes som
starten på oljeindustrien. Rensing og raffineringsmetoder
ble utviklet, og det gav en tidlig utgave av dagens bitumen.
Bitumen framstilt av råolje ble først brukt til veiformål i
1868 i Santa Cruz i USA. Da ble det laget en blanding av
8
1 ASFALTFAGET - I ET HISTORISK PERSPEKTIV
steinmaterialer med bindemiddel både av naturasfalt og
bitumen fra råolje. Den første asfaltbetongen med rent bi­
tumen fra råolje så dagens lys i 1876. Asfaltbetong og sand-
asfalt, senere modifisert med steintilsetning til såkalt topeka,
ble vanlige dekketyper i USA på slutten av 1800-tallet. De
kom til Europa noen år senere.
De første asfaltdekkene som kom til Norge før 1. verdens­
krig, var trolig støpeasfalt brukt som gulv i meierier og bryg­
gerier, der melkesyrene i produktene ødela de tradisjonelle
gulvbeleggene med kalk og sement som bindemiddel.
Asfalten ble den gang importert som blokker. I kjølvannet
av denne importen kom et annet produkt, essenasfalt. Dette
var en type kald sandasfalt med et mykt bindemiddel. Både
asfaltblokker og essenasfalt kom opprinnelig fra Tyskland.
Figur 1.4 Asfaltlegging i Stjørdal omkring 1928 Dette var en forholdsvis kostbar asfalt som fikk en begren­
set anvendelse. Essenasfalt ble produsert ved en fabrikk i
Nydalen i Oslo og derfra sendt på jernbanevogner og båt
utover hele landet.
I mellomkrigstiden ble asfaltdekkene i Norge hovedsake­
lig bygd som det vi i dag kaller penetrasjonsdekker. Det
var bærelag av grus eller pukk, påsprøytet tjære eller bitu­
men om man så seg råd til det, og med toppdekke av enkelt
eller dobbelt overflatebehandling. Disse dekkene ble kalt
pedrolittdekker, oppkalt etter en svensk veiingeniør, Pedro
Helstrom, som beskrev og spesifiserte metoden. Utstyret
var enkel håndredskap og vedfyrte smeltekjeler, «flappere».
Brann forekom relativt hyppig.
De første asfaltblan de verkene dukket opp i Norge like etter
1930. Prinsippet var omtrent som det vi kjenner i dag med
oljefyrt tørketrommel, satsblander og en sikt for stein­
materialer. Trommelen ble matet med skuffe og trillebår.
De største hadde kapasiteter opp mot 15 tonn per time med
ved eller kullfyrte bindemiddelkjeler og liten eller ingen
Figur 1.5 Asfaltblandeverk fra 1935
støvrensing. Mye av produksjonen var støpeasfalt til gulv
og membraner, men etter hvert også som supplement til
brolegging med stein.
Etter 2. verdenskrig ble veibygging en prioritert oppgave,
og mange byer fikk etter hvert asfalterte gater. De første
utleggermaskinene kom til Norge i 1950.
I 1960 ble bilimporten frigitt, og veitrafikken økte drastisk.
Det ble laget mer langsiktige veiplaner, og «den gylne epoke
for norsk veibygging» startet. 11960 var lengden av offent­
lige veier og gater i Norge 52 000 km, i 1995 regner vi ca.
90 000 km. I samme tidsrom økte andelen av faste dekker
på offentlige veier fra ca. 8% i 1960 til 71% i 1995.
Økt bruk av asfalt i denne perioden ble det også fordi un­
dersøkelser viste at asfalt var det mest økonomiske dekke-
materialet. Det ble bygd en rekke flyplasser og bilene ble
utstyrt med piggdekk som tæret hardt på asfaltdekket.
Figur 1.6 Dagens utleggermaskin
9
ASFALTBOKA
1.2 Gode veidekkers betydning i
dagens samfunn
Mobilitet er blitt et viktig begrep i dagens samfunn. Da­
gens materielle velstand er avhengig av at gode kommuni­
kasjoner bringer råvarer og ferdige produkter mellom be­
drifter og kunder på en effektiv måte. I denne forbindelsen
er veinettet en viktig faktor.
Av all transport i Norge går en vesentlig andel på vei. Det
er ulike måter å måle omfanget av gods- og persontransport
på. Ser man på transportarbeidet angitt i antall tonnkm og
personkm, har utviklingen innen de ulike transportgrener
vært som vist på figurene 1.7 og 1.8.
Figurene viser at på personsiden er veitransporten domine­
Figur 1.7 Transportarbeidet for persontrafikk i utvalgte år.
rende. Den sterke veksten i de siste 30 årene har kommet
Ulike transportmåten Mill, personkm per år
på veinettet. Når det gjelder godstransport, har veksten også
kommet på veinettet, men godstransport på sjø og gods­
transport på vei er omtrent like store. Dette skyldes at sjø­
transport forsatt dominerer på lange transportavstander.
Figurene understreker veinettets betydning for transport av
personer og gods. For at denne transporten skal skje på en
effektiv måte, må veinettet ha en tilfredsstillende kvalitet
som med de ressurser veimyndighetene rår over, gir best
mulig framkommelighet, trafikksikkerhet og miljø på og
langs veien. God kvalitet kan knyttes til faktorer som:
- god utforming av veilinjen
- godt vedlikehold
- en veikonstruksjon som tåler påkjenninger
Det offentlige veinettet i Norge er på ca. 90 000 km, hvorav:
- ca. 30% er statens ansvar (riksveier)
Figur 1.8 Transportarbeidet for godstrafikk i utvalgte år.
- ca. 30% er fylkeskommunenes ansvar (fylkesveier)
Ulike transportmåten Mill, tonnkm per år
- ca. 40% er kommunenes ansvar
Tabell 1.1
På dette veinettet utføres det årlig et trafikkarbeid på ca.
Andel av det norske veinettet med fast dekke
30(1996) milliarder vognkm (sum utkjørt distanse for alle
1970 1995 kjøretøyer). Om lag 80% av dette trafikkarbeidet blir utført
Riksveier 27% 98% på riksveinettet.
Fylkesveier 6% 69% Det norske veinettet har svært forskjellig standard, både
Kommuneveier 20% 39% når det gjelder utforming og vedlikehold av veien. Når det
gjelder veidekker, skiller man mellom veier med faste dek­
Alle offentlige veier 18% 71%
ker og grusdekker. Faste dekker domineres av asfaltdekker,
men omfatter også betongdekker. Det er veiholderens øko­
nomi, prioriteringer og hvor stor trafikk veien har, som er
av størst betydning for dekketypen. Tabell 1.1 viser hvor
stor andel av veinettet som har fast dekke i 1970 sammen­
lignet med 1995.
I dag har nesten hele riksveinettet fast dekke. Andelen grus­
dekke på fylkesveiene har vært sterkt avtakende, men det
er forsatt ca. 1/4 av dette veinettet som har grusdekke. Av
kommunale veier er det ca. 45 % som har grusdekke (1996).
Når det gjelder veier med faste dekker, er disse av svært
varierende kvalitet.
Figur 1.9 Grusvei med dårlig jevnhet
10