Straßenbau II. Technische Universität Kaiserslautern Fachgebiet Verkehrswesen. Aufgaben AUFGABE 1: Bemessungsaufgabe

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1 AUFGABE 1: Bemessungsaufgabe Auf einer Kreisstraße im Landkreis Kusel ist die Verkehrsbelastung stark angestiegen. Bei der Eröffnung der Straße 1981 lag der DTV noch bei 750 Fz/24h und der LKW-Anteil bei 5 %. Auf Grund verschiedener Maßnahmen im Rahmen eines neuen Verkehrskonzeptes sind Fz/24h hinzugekommen. Außerdem ist der LKW-Anteil auf 30 % angestiegen. Wegen der völligen Überlastung soll der gesamte Asphaltoberbau abgetragen und erneuert werden. Die Schottertragschicht soll im Straßenbau belassen werden. Beim Neubau sollen mindestens 45 Gew.-% des alten Aufbaues in der neuen Asphalttragschicht verwendet werden. Der Anteil an Recyclingmaterial darf bei 30 Gew.-% nicht überschreiten. Im Jahr 2006 soll der Ausbau der Kreisstraße abgeschlossen sein und die Verkehrsübergabe erfolgen. Hinweis: Der DTV (sv) wurde für jede Fahrtrichtung getrennt erfasst. Die Kreisstraße wurde 1981 mit einer Fahrstreifenbreite von 3,50 m und einer Höchstlängsneigung von 3,50 % ausgebau. Ihr Aufbau entspricht der heutigen Zeile 5 der RStO.

2 AUFGABE 2 Bei einer Straßenbaumaßnahme soll der anstehende Boden als Frostschutzmaterial verwendet werden. Bei der Siebung ergaben sich folgende Anteile auf den einzelnen Sieben. Prüfsiebnennweite Siebrückstand Siebdurchgang mm g Gew. % Gew. % 31, ,5 0,25 0,125 0,063 Auffang 0 154,0 286,0 1100,0 198,0 132,0 132,0 44,0 44,0 33,0 77,0 Summe 2200,0 a) Die Korngrößenverteilung ist zu berechnen und in der Anlage darzustellen. b) In welche Bodengruppe ist der Boden nach DIN einzustufen? c) Wie ist die Frostempfindlichkeit des Bodens zu beurteilen (Frostempfindlichkeitsklasse)? d) Klassifizieren Sie die in der Anlage 1 dargestellten Böden nach DIN

3 Anlage 1 zu Aufgabe 2

4 AUFGABE 3 Für einen anstehenden Boden soll die Proctordichte ρ pr und der optimale Wassergehalt w opt bestimmt werden. Im Laboratorium wurden untenstehende Versuchsdaten ermittelt. Probe Gewicht der feuchten Probe m g 1957,7 1958,6 1923,7 1711,5 1886,0 Volumen V cm Feuchtraumdichte ρ g/cm 3 Gewicht der trockenen Probe m tr Gewicht des Wassers m w g Wassergehalt W - Trockendichte ρd g/cm 3 g 1687,7 1659,8 1603,1 1555,9 1669,0 a) Aus den Versuchsdaten ist die Proctorkurve zu ermitteln und darzustellen. b) Wie hoch ist der optimale Wassergehalt und die zugehörige Trockendichte ρ pr? c) Bestimmen Sie die Sättigungslinie für S r = 1 (ρ s = 2,65 g/cm 3 ) d) Wie groß ist die Sättigung des Bodens bei ρ pr und w opt? e) Wie groß ist der Verdichtungsgrad, wenn auf der Baustelle eine Trockendichte von 1,76 g/cm 3 festgestellt wurde? Wurde der geforderte Verdichtungswert von 97 % erreicht?

5 AUFGABE 5 Boden Die Anforderungen an den Verdichtungsgrad werden in den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTVE-StB 94/98) formuliert. Sie haben die Aufgabe zu prüfen, ob der bei einer Straßenbaumaßnahme im Straßenunterbau verwendete Boden ausreichend verdichtet wurde. Der Verdichtungsgrad ist in den Bereich Planum bis 0,5 m Tiefe gemäß ZTVE-StB 94/98 Abschnitt einzustufen. Folgende Kenndaten aus dem Labor und von der Baustelle stehen Ihnen zur Verfügung. Laborwerte: Korndichte des Bodens: ρ s = 2,635 g/cm³ Feuchtdichte bei optimalem Wassergehalt nach dem Proctorversuch: ρ opt = 2,304 g/cm³ Optimaler Wassergehalt nach dem Proctorversuch: = ω Pr = 0,075 [-] Feldversuch Auf der Baustelle wurde nach dem Verdichten eine Trockendichte von ρ d = 2,073 g/cm³ nach DIN Teil 2 (Bestimmung der Dichte des Bodens, Feldversuche) festgestellt und 84 % Sättigung ermittelt. In der nachfolgenden Abbildung finden Sie die Siebanalyse des eingebauten Bodens: a) Welcher Verdichtungsgrad wurde erreicht? b) Wie groß muss der Verdichtungsgrad gemäß ZTVE-StB 94 mindestens sein? c) Werden die Anforderungen an den Verdichtungsgrad erfüllt? Sollten sich herausstellen, dass die Anforderungen nicht erfüllt werden, stellen Sie die Ursachen heraus und nennen Sie Möglichkeiten, wie der Verdichtungsgrad erhöht werden kann.

6 AUFGABE 7: Asphaltprüfung Ein Splittmastixasphalt 0/11 S sei aus folgenden Einzelkörnungen zusammengesetzt: Füller 0/0,09 : 11 Gew. % Brechsand 0/2 : 14 Gew.-% Edelsplitt 2/5 : 15 Gew.-% 5/8 : 22 Gew.-% 8/11 : 38 Gew.-% Für die Einzelkörnungen wurden folgende Mineralstoffrohdichten bestimmt: Füller (Kalksteinmehl) : ρ R.M = 2,712 g/cm³ Brechsand Edelsplitte (Diabas) : ρ R.M = 2,988 g/cm³ : ρ R.M = 2,859 g/cm³ a) Bestimmen Sei die Rohdichte ρ R.M der Mineralstoffmischung. b) Als stabilisierender Zusatz wurde versuchsweise ein Sonderfüller verwendet, der nach Herstellerangaben mit 1,2 Gew.-% im Mischgut zu dosieren ist. Die Rohdichte dieses Sonderfüllers beträgt ρ R.M = 2,950 g/cm³, die Zugabe ist am Kalksteinmehl zu ersetzen. Ermitteln Sie die Mischgutrohdichten ρ R.bit für B = 6,5 Gew.-% und B = 6,8 Gew.-% (ρ b = 1,025 g/cm³) c) Mit den o. g. Bindemittelgehalten wurden im Labor Marshall-Probekörper hergestellt. Folgende Raumdichten wurden ermittelt: für B = 6,5 Gew.-%: ρ A = 2,484 g/cm³ für B = 6,8 Gew.-%: ρ A = 2,492 g/cm³ Geben Sie den Hohlraumgehalt H bit je Serie an. Welches Mischgut schlagen Sie für die Bauausführung vor? Begründen Sie Ihre Entscheidung. Hinweis: Es gilt die ZTV Asphalt-StB01. Auf Seite 2 der Anlage ist die zur Lösung der Aufgabe nötige Tabelle 4.1: Splittmastixasphalt mit den Änderungen abgedruckt..

7 Tabelle 4.1 zu Aufgabe 7

1. Untergrund und Unterbau

1. Untergrund und Unterbau AUFGABE 1 1. Untergrund und Unterbau 1.1 Die in der Anlage dargestellten Böden sind nach DIN 18196 einzustufen und nach ZTVE-StB 94 hinsichtlich ihrer Frostempfindlichkeit zu beurteilen. 1.2 Beim Bau einer

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