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Untersuchungen an Betonfahrbahnen mit hydraulisch gebundenen Tragschichten

Untersuchungen an Betonfahrbahnen mit hydraulisch gebundenen Tragschichten
Ansprechpartner:

Dr. -Ing. Heinz-Jürgen Freund
Dipl. -Ing. Lars Stammler

Projektgruppe:Abteilung Straßenbautechnik, Institut für Massivbau und Baustofftechnologie

Kurzbeschreibung

Auftraggeber:  Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen

 

Ziel

Zur Klärung der Frage, ob es sich bei festgestellten Schäden der Bauweise mit Verbund zwischen Betondecke und Tragschicht um systembedingte oder auf individuelle Fehler beim Bau zurückzuführende Schäden handelt, wurden zerstörungsfreie und zerstörende Untersuchungen 11 Strecken mit Betondecken auf HGT, Vefestigung, Betontragschicht und Vliesstoffzwischenlage durchgeführt.

 

Vorgehen

Die zerstörungsfreie Erfassung des struktuellen Zustandes der Strecken sowie die Einengung der Bohrkernentnahmestellen auf strukturell gestörte und ungestörte Bereiche erfolgte visuell und messtechnisch mit Impulsradar, Falling Weight Deflectometer und KArgus (Bild 1 bis 4) durch das ISE. Hinsichtlich der Einschätzung der strukturellen Gegebenheiten und Möglichkeiten der Bewertung (z.B. Bild 6 und 7) von Betonfahrbahnen mit unterschiedlichem Konstruktionsaufbau wurde auf Erfahrungen vorangegangener Forschungsprojekte zurückgegriffen (ROOS et al., 2004, GROSSMANN, 2003). Ingesamt 154 Bohrkerne wurden aus den 11 Strecken entnommen und durch das IfMB analysiert. Neben der fotografischen Dokumentation (z.B. Bild 5) erfolgten Untersuchungen zu den mechanischen Eigenschaften (Druckfestigkeit, Spaltzugfestigkeit, E-Modul) sowie hinsichtlich der Wasseraufnahme, der Porosität und Porenstruktur, des Bindemittelgehalts, der Kornzusammensetzung und des Chloridgehalts.

 



Ergebnis

Mit der eingeschlagenen Methodik konnten Bereiche innerhalb der Untersuchungsstrecken zerstörungsfrei selektiert werden, die für die zerstörenden Untersuchungen von Belang waren. Die Strecken, bei denen eine HGT oder eine Betontragschicht vorlag, wiesen verschiedentlich schlechtere Tragfähigkeiten und ungünstigeres Tragverhalten auf als andere hier untersuchte Bauweisen. Insbesondere für Konstruktionen mit Asphaltzwischenschicht wurden sehr gute bis gute Tragfähigkeiten bei gutem bis brauchbarem Tragverhalten festgestellt. Die Bohkernanalysen bestätigten weitgehend die Einschätzung bzw. Bewertung der zerstörungsfreien Untersuchungen. Ergebnis ist, dass Betondecken auf Tragschichten aufgelagert werden sollten , die die temperatur- bzw. feuchtebedingten Plattenbewegungen durch elastische Verformungen kompensieren können. Dadurch wird eine weitgehend vollständige Plattenauflagerung sichergestellt, so dass Erosionsprozesse an der Tragschicht durch Pumpbewegungen der Platten nicht zu einer vorzeitigen Verschlechterung der Tragfähigkeit und des Tragverhaltens führen. Desweiteren kann eine Asphaltzwischenschicht, aber auch eine dünne Bitumenschicht, die primär als Nachbehandlungsmaßnahme eingesetzt wird, sowie eine Zwischenlage aus Vliesstoff die  Auflagerungsbedingungen von Betonfahrbahnen auf Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln günstig beeinflussen. Damit werden die Bauweisen der Tafel 2 der RStO 01 vom Prinzip her bestätigt.