Testing og evaluering av EVA-baserte sprøytbare membraner for permanent vanntett tunnelkledning med sprøytebetong for veg- og jernbanetunneler

摘要

Det har oppstått et stort behov for å modernisere norske tunneler. Blant annet etterlyses detvann- og frostsikringsløsninger som skal ivareta moderne funksjonskrav. Masteroppgaven tarfor seg permanent vanntett tunnelkledning med sprøytbar membran og sprøytebetong. Dener en videreføring av fordypningsprosjekt fra høsten 2013. Oppgaven er todelt i så måteat den skal ivareta hensynet til både moderne funksjonskrav og de krav som må stilles tiltunnelkledning med sprøytbar membran i Norge.Oppgaven har resultert i en anbefalt prøvingsmetodikk med akseptkriterier for sprøytbaremembraner i tunnelkledning. Denne er basert på en lastmodell som beskriver laster sompåvirker tunnelkledningen, og på eksperimentelt arbeid gjennomført i 2013 og våren 2014.Lastmodellen er orientert spesielt mot norske berg- og klimaforhold, for både veg- ogjernbanetunneler. Det eksperimentelle arbeidet har på bakgrunn av lastmodellen rettet seg mottesting av elastisitet, korttids- og langtids-strekkfasthet og skjærstyrke, samt også undersøkelseav virkningen av frost- og fuktpåkjenning. Eksternt er det også blitt gjennomført analyse avpolymerandel. To EVA-membraner har blitt testet: Masterseal 345 fra BASF og Tekflex DS-Wfra Orica.I prøvingsmetodikken er det anbefalt akseptkriterier for sprøytbare membraner. Det er foreslåttkrav om ! 100 % elastisitet, ! 0,5 MPa for strekkfasthet og minimum 104 lastvekslinger med10 kPa maksimal strekkspenning, uten brudd i membran og uten reduksjon av strekkfasthettil under 0,5 MPa. For skjærstyrke er det foreslått krav om ! 1 mm deformasjon førbrudd oppstår. Fra elastisitetstestingen av frosne membranprøver er det vist at temperaturved membran i kledning ikke bør være lavere enn -3 oC. Fra TGA-undersøkelser ogsammenlikning med andre resultater, er det forslått å kreve membraner med ! 70 %polymerandel for å bevare gunstige materialtekniske egenskaper. Det foreslås også at detgjennomføres feltundersøkelser med fuktmålinger av membran og betong i tunneler dersprøytbar membran skal benyttes.Det er også utarbeidet, med bakgrunn i prøvingsmetodikken og hensynet til modernefunksjonskrav, et forslag til håndboktekst for Statens vegvesen. Forslaget er tenkt å være endel av Håndbok R510 “Vann- og frostsikring i tunneler”. I tillegg er det foreslått et enkeltprosjekteringsforslag for tunnel med sprøytbar membran og sprøytebetong som permanentvanntett tunnelkledning.