Einsatz der Bodenverfestigung unter schwerbelasteten Verkehrsflächen. Konstantin Keplin

Transkript

1 Einsatz der Bodenverfestigung unter schwerbelasteten Verkehrsflächen Konstantin Keplin Fachtagung Zementstabilisierte Böden Frankfurt am Main, 6. März 2012

2 Inhalt Dimensionierung der Verkehrsflächen mit Verfestigung: RStO / RDO Praxisbeispiel: Industriefläche für kurze Nutzungsdauer Qualitätssicherung Anforderung an das Unternehmen

3 Warum Dimensionierung? Die Dimensionierung hat den Zweck, den Erhalt des Anlagevermögens über den Nutzungszeitraum sicherzustellen. Methoden: Standardisierte Dimensionierung (RStO) Deutsches Berechnungsverfahren (RDO StB) Verfahren für Hafen-und Industrieflächen

4 Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues (RStO) Die Oberbaudicke wird bestimmt durch: die prognostizierte Verkehrsbelastung (B-Zahl) die Klima-/Witterungsdaten den im Planum anstehenden Boden

5 Schichtdicke Asphalt [cm] Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues (RStO) ,1 0,01 B-Zahl [Mio. äquiv. 10 t AÜ]

6 Schichtdicke Asphalt [cm] Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues (RStO) ,1 0,01 B-Zahl [Mio. äquiv. 10 t AÜ]

7 Schichtdicke Asphalt [cm] Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues (RStO) auf Frostschutzschicht (Zeile 1) auf 15 cm Verfestigung (Zeile 2.2 oder 2.3) zur Vermeidung von Reflektionsrissbildung ,1 0,01 B-Zahl [Mio. äquiv. 10 t AÜ]

8 RDO Asphalt 09 Rechnerisches Dimensionierungsverfahren berücksichtigt deutsche Verhältnisse in Bezug auf Verkehrs- und Klimadaten kalibriert an RStO

9 Umsetzung mit PaDesTo Materialparameter Asphalt sind veränderbar Schichtdicke Verfestigung ist veränderbar E-Modul Verfestigung in Software änderbar, aber dann Verlust der Konformität zum Regelwerk!

10 schwer belastete Verkehrsflächen Umrechnung der Verkehrsbelastung auf die 10-t Achsen (z.b vierte Potenz Regel): Beispiel: in 10 Jahren Nutzung eines Containerterminals mit Achslast von 25 t unter Berücksichtigung der Verkehrszählung ergibt 871 Mio. äquivalenten 10-t Achsen Vergleich: der BAB A 1 zwischen HH und HB ist für 360 Mio. äquivalenten 10-t-Achsen in 30 Jahren bemessen

11 Aufgabenstellung Anforderung an eine Lagerfläche (ca.40 ha): Nutzungszeit: ca. 4 Jahre Erreichbarkeit: 360 Tage/Jahr Umschlag mit Reachstacker (Betriebsgewicht: 86 t, auf 2 Achsen) Umschlagsgut: schwerbetonummantelte Stahlrohre: (Durchmesser ca mm, Gesamtgewicht ca. 25 t)

12 Aufgabenstellung Stapelrichtung ca m

13 Versuch in Anlehnung an RStO 30,0 cm STS 0/45, Ev MN/m² 35,0 cm FSS 0/45, Ev MN/m² 65,0 cm frostsicherer Oberbau Planum: gem. ZTV E Ev 2 45 MN/m²

14 Spezielle Verfahren Entwickelt in Großbritannien Speziell für Hafen und Industrieflächen

15 Konstruktionsschichten 10 cm Deckschicht: z. B Beton, Asphalt, Pflaster X cm hydraulisch gebundenen Schicht, Referenzschichtdicke C8/10 15 cm Schottertragschicht Untergrund mit definierter Tragfähigkeit

16 Reachstacker Gesamtgewicht: 104 t Achslast vorne: 4 x 18 t

17 Ermittlung äquivalente Einzelradlast Lasteinwirkung (fahrzeugspezifisch) geringere Radabstände: Erhöhung durch überlagernden Spannungen Untergrundtragfähigkeit als CBR-Wert Erhöhung infolge der dynamische Einwirkung Bremsen, Kurven, Unebenheit ( %)

18 Dimensionierung Ermittlung der Schichtdicke C8/10 in Abhängigkeit der Verkehrsbelastung

19 erforderliche Tragschichtdicke [cm] Dimensionierung alternative Baustoffe: 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 CBM 3 (d7d=10n/mm2) 30,0 CBM 4 (d7d=15n/mm2) 25,0 CBM 5 (d7d=20n/mm2) 20, Dynamische Lasterhöhung [%]

20 Auswirkung der Annahmen: Tragfähigkeit Planum

21 Ergebnis der Dimensionierung Empfehlung: 10 cm Deckschicht: z.b Asphalt, Beton cm CBM 3 D 28d =10N/mm² Ausführung: 15 cm STS, Verdichtungsgrad 103 % Dpr Untergrund Dauerhaft Ev 2 45 MN/m² durch qualifizierte Bodenverbesserung 60 cm CBM 3 D 28d =10N/mm² 15 cm STS, Verdichtungsgrad 103 % Dpr Untergrund Dauerhaft Ev 2 45 MN/m² durch Bodenverbesserung mit Bindemittel

22 Auswirkung der Annahmen: Tragfähigkeit Planum

23 Qualitätsanforderungen an Baubetrieb RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.v. RAL*-Güteschutzzeichen 503 Anforderungen an: Personal, Maschinen und Geräte Fremdüberwachung Mitarbeit in Gremien *Reichs- Ausschuss für Lieferbedingungen, 1925

24 RAL-Güteschutzzeichen 503 Formulierung einheitlicher Qualitätsstandards Zertifizierung und laufende Überwachung der Mitgliedsfirmen Für Auftraggeber ein Instrument zur Beurteilung der Qualifikation und Leistungsfähigkeit (Präqualifikation von Fachfirmen) Marketinginstrument in der Außenwirkung Schutz für qualitätsgerecht arbeitende Fachfirmen

25 Zusammenfassung Bewährte Dimensionierungsverfahren sind vorhanden detaillierte Anforderungen an die Nutzung ausreichende Voruntersuchungen (Baugrundgutachten) Schichtdickengestaltung in Abhängigkeit der verwendeten Baustoffe Schichtdicke vor höhere Druckfestigkeit: I= b x h³/12 hohe Anforderungen an Qualität und Bauausführung Vilen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!