Ruhr-Universität Bochum

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1 Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Verkehrswegebau Prof. Dr.-Ing. M. Radenberg Modulprüfung Nachhaltiger Straßenbau Masterstudiengang UTRM Dienstag, den :30 10:30 Uhr Zugelassene Hilfsmittel: Skripte und Mitschriften, Fachliteratur, Taschenrechner Aufgabe % Punkte Note erreicht Name: Matr. Nr:

2 Aufgabe 1 40 Punkte a) Auf einer Pflasterfläche sind nach einem harten Winter kleinflächige Absackungen entstanden. Diese sind auf eine mangelnde Tragfähigkeit des Untergrundes zurückzuführen. Skizzieren Sie in einem Diagramm das Tragfähigkeitsverhalten des Untergrundes über das gesamte Jahr. Unterscheiden Sie hierbei zwischen frostunempfindlichem und frostempfindlichem Untergrund. b) Welche Streumittel kennen Sie? Erläutern Sie jeweils 4 Vor- und Nachteile. c) Was wird in der Straßenerhaltung als homogener Abschnitt bezeichnet? Beschreiben Sie kurz das Vorgehen zur Bildung von homogenen Abschnitten. d) Nennen Sie jeweils 3 Instandhaltungsmaßnahmen für Asphalt- und Betonstraßen. Und erklären Sie für jeweils eine die Ausführungsweise. e) Welche Zustandsmerkmale verbergen sich hinter folgenden Zustandsgrößen: EABP GRI MSPH KASL f) Erläutern Sie die Begriffe "Instandhaltung" und "Instandsetzung". g) Es soll ein Einkaufszentrum mit Tiefgarage errichtet werden. Die Zufahrt zur Tiefgarage stellt aufgrund ihrer starken Neigung ein Verkehrsrisiko dar und soll daher im Winter frei von Eis und Glätte gehalten werden. Welche Methode der Schnee- und Eisbeseitigung eignet sich hierfür? Nennen Sie diese und ihre Nachteile. Welche anderen Methoden sind Ihnen bekannt? h) Erläutern Sie stichpunktartig die Vorgehensweise beim Instandsetzen durch Rückformen. Welche Varianten des Rückformens sind Ihnen bekannt? i) Was bedeuten folgende Abkürzungen: DSK EAD

3 Aufgabe 2 30 Punkte Mit Hilfe des Pavement-Management-Systems soll der Zustand eines Straßenabschnittes bestimmt werden. Die messtechnische Zustandserfassung ergab folgende Zustandsgrößen: - Allgemeine Unebenheiten: 5,6 cm³ - Spurrinnentiefe: 5,5 mm - Netzrisse: 8,4 % - fiktive Wassertiefe: 6,4 mm - Griffigkeit: aufgrund einer Fehlfunktion wurden nur die aufgezeichneten Kräfte ausgewertet, der Reibungskoeffizient muss selber ermittelt werden: Fy = 0,82 KN Fz = 2,05 KN Die visuelle Zustandserfassung ergab unten stehende Grafik. Schätzen Sie den Anteil der Flickstellen ab! Zum Transferieren der Zustandsgrößen in Zustandswerte sollen abweichend von den normalerweise festgelegten Festpunkten die unten stehenden Tabellenwerte benutzt werden. Zustandsmerkmal Zustand 1,5 bei Zustand 3,5 bei Zustand 4,5 bei SPH 0,1 3 9 NRI FLI a) Berechnen Sie den mittleren Gebrauchs- und Substanzwert des Straßennetzes. Gehen Sie von einem niedrigen Anforderungsniveau an das Straßennetz aus. b) Sind die Werte der gemessenen fiktiven Wassertiefe und Spurrinnentiefe im Vergleich zueinander glaubhaft? Skizzieren oder erläutern Sie kurz Ihre Meinung.

4 Aufgabe 3 10 Punkte Ein Straßenabschnitt weißt 9 Jahre nach Neubau einen Zustandswert von 3,8 in dem Zustandsmerkmal Spurrinnentiefe auf. Wie viel Zeit steht dem zuständigen Baulastträger für eine Sanierungsmaßnahme zur Verfügung bis der Zustandswert den Schwellenwert überschreitet? Lösen Sie bitte rechnerisch.

5 Aufgabe 4 20 Punkte Für eine Straße der Bauklasse SV soll eine Asphaltdeckschicht hergestellt werden. Dafür stehen ein Bindemittel und ein Gesteinskörnungsgemisch zur Verfügung. Bei einer Untersuchung des Bitumens wurden folgende Werte bestimmt: Erweichungspunkt Ring und Kugel: 49,0 C Brechpunkt nach Fraaß: -8 C Nadelpenetration: 63 * 0,1 mm a) Klassifizieren Sie das beschriebene Straßenbaubitumen b) Bei der Bestimmung der Korngrößenverteilung des Gesteinskörnungsgemisches wurden folgende Ergebnisse ermittelt: Korngemisch Kornklasse Siebrückstand Siebrückstand Siebdurchgang [mm] [g] [M.-%] [M.-%] 11,2-16 7, ,2 19, , ,04 0, ,93 < 0,09 9,03 Summe Zeichnen Sie die Korngrößenverteilung des Korngemisches in das nachfolgende Diagramm ein.

6 ,09 0,25 0,71 2,0 Siebdurchgang [M.-%] 5,0 8,0 11,2 16,0 Korndurchmesser d [mm] c) Aus dem Bitumen und dem Gesteinskörnungsgemisch soll eine Deckschicht hergestellt werden. Berechnen Sie den resultierenden Hohlraumgehalt und den fiktiven Hohlraumgehalt unter Berücksichtigung folgender weiterer Angaben: Bindemittelgehalt = 6,5 M.-% Dichte des Bindemittels = 1,015 g/cm³ Rohdichte des Gesteinskörnungsgemisches = 2,760 g/cm³ Raumdichte der im Labor hergestellten Marshall-Probekörper = 2,374 g/cm³ d) Erläutern Sie kurz und mit eigenen Worten den Unterschied zwischen dem resultierenden Hohlraumgehalt und dem fiktiven Hohlraumgehalt.

7 Aufgabe 5 10 Punkte Im Proctorversuch wurden für ein Gesteinskörnungsgemisch folgende Trockendichten und Wassergehalte ermittelt: w [%] 5,0 8,0 9,0 12,0 14,0 ρ d [g/cm³] 2,010 2,040 2,050 2,115 2,075 a) Zeichnen Sie die Proctorkurve in das nachfolgende Anlage 1 ein und bestimmen Sie den optimalen Wassergehalt und die Proctordichte. b) Zeichnen Sie zusätzlich qualitativ die 100 %-Sättigungskurve ein und erläutern Sie warum diese die Proctorkurve niemals schneiden kann.

8 Anlage 1

9 Aufgabe 6 5 Punkte Welche Kennwerte können wo mit den genannten Versuchsgeräten bestimmt werden? Kreuzen Sie an. Kennwert/Ort Kennwert Ort Versuchsgeräte Densitometer Tragfähigkeit Rohdichte Dichte Wassergehalt Trockendichte Baustelle Labor Lastplatte CBR-Zylinder Pyknometer Proctorzylinder

10 Aufgabe 7 5 Punkte a) Welche verschiedenen Verfahren werden zur Bestimmung der Raumdichte von Asphaltproben verwendet? b) Benennen Sie kurz mit eigenen Worten die Unterschiede zwischen den Verfahren. c) Begründen Sie kurz, warum die verschiedenen Verfahren erforderlich sind?