Untersuchungsmethoden für die Schadensbegutachtung

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1 Untersuchungsmethoden für die Schadensbegutachtung 24. Regenstaufer Asphalt- und Strassenbau-Seminar 2. April 2008 in Regenstauf, Jahnhalle

2 Erkundung von Verkehrsflächen sowie Erarbeitung von Sanierungs- und Erneuerungskonzepten Orientierung vor Ort / Sanierungs- Bezugssystem Welche konzept? Informationen (*) wasserempfindlicher benötigen Längenerfassung wir mit Untergrund, Straße abdichten, für ein... 4 cm abfräsen rollendem Rad Neu: ADS 4 cm Vermessung Glasstex vorhandene Befestigung Inhalt der Präsentation Erneuerungskonzept? Tragfähigkeit erhöhen, Durchschlagen von Rissen verhindern, Hocheinbau ARG Neu: ADS 4 cm Neu: ABi 4 cm vorhandene Befestigung Impulsradar Kontinuierliche, zerstörungsfreie Dickenmessung Bohrkern / Schichtenprofil Oberflächenzustand Bodenuntersuchung Tragfähigkeitsmessung Falling Weight Deflektometer (oder Benkelmanbalken) ) (*) Der Untersuchungsumfang einschl. PAK-Bestimmung wird im Einzelfall festgelegt. ELH Erdbaulabor Hannover Ingenieure GmbH Ingenieurbüro für Verkehrswegebau

3 Längenerfassung mit rollendem Rad / Vermessung Bezugsystems zur eindeutigen Orientierung vor Ort Aufnahme von z.b. Bauwerken, Randbalken, Messschleifen Kalibrierung der Impulsradarlängen (Längs- und Querprofile) Eindeutige Zuordnung von Bohrpunkten und z. B. Messungen mit dem Falling-Weight-Deflectometer Aufgeklebte Markierung Versenkter Bolzen

4 Längenerfassung mit rollendem Rad

5 Längenerfassung mit rollendem Rad

6 Längenerfassung mit rollendem Rad

7 Längenerfassung mit rollendem Rad

8 Vermessung 100m-Markierung

9 Vermessung 100m-Markierung

10 Impulsradar Zerstörungsfrei durch elektromagnetische Wellen Visuelle Darstellung des Fahrbahnaufbaus und Untergrundes Messung von - Längsprofilen - Querprofilen Abstimmung des Messsystems an Zielsetzung

11 Impulsradar

12 Impulsradar

13 Impulsradar Direkter Messwert sind Signallaufzeiten Kalibrierung mit konventionellen Untersuchungen erforderlich Bohrkern 23 cm Beton 20 cm HGT Untergrund

14 Impulsradar Nicht kalibriertes Radargramm kalibriertes Radargramm

15 Impulsradar ohne Kalibrierung nicht sinnvoll Nicht kalibriertes Radargramm kalibriertes Radargramm

16 Impulsradar Fragen: An welcher Stelle vor Ort ist denn dieser Übergang? Auf welchem Fahrstreifen wurde dieses Längsprofil gemessen? 3 Längsprofile mit verschiedenen Längen rechts: Mitte: links: 23,0 m 26,6 m 30,0 m

17 Impulsradar Mögliche Leistungen: Einteilung in homogene Bereiche, Abschnitte gleichen Fahrbahnaufbaus Anomalienauswertung, d.h. Fehlstellen Erstellen von Bohrplänen für Kalibrierungsbohrungen für Anomalienbohrungen Auswertung nach Schichtdicken Speziell bei Beton Auffinden von Dübeln und Ankern Erstellen eines Betonplattenplanes

18 Impulsradar

19 Impulsradar

20 Impulsradar

21 Impulsradar Darstellung von Anomalien als Tiefenschnitt (Ausschnitt)

22 Impulsradar Dachprofil

23 Impulsradar Dachprofil

24 Impulsradar Impulsradar Dachprofil

25 Impulsradar

26 Impulsradar Impulsradar Dachprofil

27 Konventionelle Untersuchungen Felduntersuchungen: Bohrkerne: Ansprache der Schichten Rammkernsondierungen: Ansprache der Schichten Grund- / Schichtenwasser Fotografische Dokumentation Laboruntersuchungen: Schichtdickenbestimmung Ansprache der Schichten Asphalt- / Betontechnologische Untersuchungen Materialuntersuchungen des Ungebundenen des Oberbaus, Unterbaus und Untergrundes

28 Konventionelle Untersuchungen Entnahmedatum: Fahrstreifen: Lage: von NK: Straße: BAB A 27 HFS nach NK: Richtungsfahrbahn: Süd fahrspurmittig Station: [km] lfd. Nr. je BK/Station: 9 Schichtansprache Nr. Schichtart Dicke [cm] Bemerkungen 1 Splittoberbeton 8 Einbau frisch/frisch 2 Kies-Splitt-Beton 18 3 HGT (bituminöse Anteile) 16 Verdacht Teer/Pech 4 Zementverfestigung 16 5 ms, fs 40 gelb 6 S, u* - U, s 62 gelbbraun

29 Falling-Weight-Deflectometer (FWD) Zerstörungsfreies, dynamisches Messverfahren Messung einer Verformungsmulde Auswertung der Tragfähigkeit Mehrschichtenmodell Platte-Halbraum-Modell FWD-Gerät

30 Falling-Weight-Deflectometer Zerstörungsfreies, dynamisches Messverfahren Messung einer Verformungsmulde Auswertung der Tragfähigkeit Mehrschichtenmodell Platte-Halbraum-Modell und viel Unbrauchbares: Aussagen zur zukünftigen Tragfähigkeit und eine Prognose zur Restnutzungsdauer kann nicht erbracht werden, da es bisher dafür keine seriösen wissenschaftlichen und technischen Grundlagen gibt. Derzeit werden oft die Daten einfach mit der Black-Box-Software des FWD-Geräteherstellers ausgewertet. FWD-Gerät

31 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße

32 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße

33 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße 0,00 0,00 0,10 0,10 MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP Modellstraße 0,20 0,20 Deflexion [mm] Deflexion [mm] 0,30 0,30 0,40 0,40 0,50 0,50 0,60 0,60 0,70 0,70 BK BK SV SV Z Z (HGT) (HGT) BK BK SV SV Z Z 1 1 BK BK III III Z Z 1 1 BK BK V Z Z 1 1

34 Falling-Weight-Deflectometer Prinzipskizze Platte auf elastisch, isotropem Halbraum Auswertung der FWD-Ergebnisse (Verfahren nach Dr. Grätz): Schichtmodul M 0 Tragfähigkeit des Ungebundenen Elastische Länge l Tragfähigkeit der gesamten Fahrbahnkonstruktion Verformungsmodul M V Vergleich der Lastfälle

35 Falling-Weight-Deflectometer Bei Betonfahrbahnen: Unterscheidung in zwei Lastfälle Lastfall Plattenmitte Lastfall Plattenrand Dübel Dübel Dübel Tragfähigkeit (M 0, l) Querkraftübertragung (W) Lastfälle vergleichbar durch Verformungsmodul M V

36 Fahrbahnaufbauten: Untersuchungsergebnisse FWD Bauklasse RStO 01 Zeile Tragfähigkeit l (elastische Länge in mm) Schichtmodul M 0 in N/mm 2 Tragfähigkeitsbewertung des Ungebundenen SV 1 Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht Asphalttragschicht und HGT auf Frostschutzschicht III 1 : Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht V 1 Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht Phase Neu- / Umbau 2. Konsolidierungshase 3. Beharrungsphase 4. Ermüdungsphase - Bauklasse III

37 FWD-Bewertung eines Fahrbahnaufbaus der BK III Messbeginn: Straßen-km Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) re.fstr-re li.fstr-li Tragfähigkeit > 200 elastische Länge l [mm] Straßen-km

38 Bewertung eines Fahrbahnaufbaus mit dem FWD Voruntersuchung nach der Sanierung

39 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Nutzungszeitraum in Jahren 1 2 Bemessungsrelevante Beanspruchung B als äquivalente 10-t- Achsübergänge in Mio. 6,85 12,68 Bauklasse II I Bauklasse Tragfähigkeit als elastische Länge l in mm am Beginn der II I Beharrungsphase Ermüdungsphase bauklassenunabhängig: Schichtmodul M N/mm 2 Gemäßeingereichter Habilitationsschrift von Herr Dr. Grätz: Schichtmodul M 0 = 150 N/mm 2 == Verformungsmodul E v2 = 120 N/mm 2

40 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung)

41 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Schichtmodul M0 in N/mm Mindestwert Betr.-km

42 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) 600 Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) Alles andere: Erneuerung im Tiefeinbau 4 cm ADS 8 cm ABI 18 cm ATS Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Betr.-km 255,4 256,9 neue Deckschicht Schichtmodul M 0 in N/mm Mindestwert Betr.-km Betr.-km

43 Längenerfassung mit rollendem Rad / Vermessung: Impulsradar: Konv. Untersuch.: FWD: Zusammenfassung Orientierung vor Ort, Kalibrierung Impulsradarlängen Visuelle Darstellung des Fahrbahnaufbaus (Schnitt) Achtung: ohne Kalibrierung nicht sinnvoll Materialuntersuchung, Kalibrierung Impulsradarschichten Tragfähigkeit Gebundenes und Ungebundenes, Querkraftübertragung, Verformungsverhalten Achtung: keine Aussagen zur zukünftigen Tragfähigkeit und keine Prognose zur Restnutzungsdauer möglich Die mit derartigen Aufgaben betreute Institution muss eine nachgewiesene straßenbauspezifische Qualifikation haben! Die Aussagen Wir haben die Messgeräte und schon viel gemessen sowie Hier ist unsere Referenzliste reichen nicht aus! Hier sind die Telefonnummern meiner bisherigen Auftraggeber, die Sie gerne anrufen können ist da schon besser! Der AG hat meiner Meinung nach die Pflicht, sich mit der Materie zu beschäftigen (dabei lässt sich ein gewisser Grad an geistiger Tätigkeit und sich kümmern nicht vermeiden), das was will ich festzulegen, die eingehenden Angebote fachlich zu prüfen und nicht allein den Preis als Entscheidungskriterium heranzuziehen, denn nicht alles was viel kostet ist gut, aber alles was billig ist, hat seinen Preis: die fehlende Qualität!

44 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Geist ist geil! Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) Betr.-km Lastfall Plattenmitte Lastfall Plattenrand Dübel Dübel Dübel Tragfähigkeit (M 0, l) Querkraftübertragung (W) Lastfälle vergleichbar durch Verformungsmodul M V

45 Untersuchungsmethoden für die Schadensbegutachtung 24. Regenstaufer Asphalt- und Strassenbau-Seminar 2. April 2008 in Regenstauf, Jahnhalle

46 Erkundung von Verkehrsflächen sowie Erarbeitung von Sanierungs- und Erneuerungskonzepten Orientierung vor Ort / Sanierungs- Bezugssystem Welche konzept? Informationen (*) wasserempfindlicher benötigen Längenerfassung wir mit Untergrund, Straße abdichten, für ein... 4 cm abfräsen rollendem Rad Neu: ADS 4 cm Vermessung Glasstex vorhandene Befestigung Inhalt der Präsentation Erneuerungskonzept? Tragfähigkeit erhöhen, Durchschlagen von Rissen verhindern, Hocheinbau ARG Neu: ADS 4 cm Neu: ABi 4 cm vorhandene Befestigung Impulsradar Kontinuierliche, zerstörungsfreie Dickenmessung Bohrkern / Schichtenprofil Oberflächenzustand Bodenuntersuchung Tragfähigkeitsmessung Falling Weight Deflektometer (oder Benkelmanbalken) ) (*) Der Untersuchungsumfang einschl. PAK-Bestimmung wird im Einzelfall festgelegt. ELH Erdbaulabor Hannover Ingenieure GmbH Ingenieurbüro für Verkehrswegebau

47 Längenerfassung mit rollendem Rad / Vermessung Bezugsystems zur eindeutigen Orientierung vor Ort Aufnahme von z.b. Bauwerken, Randbalken, Messschleifen Kalibrierung der Impulsradarlängen (Längs- und Querprofile) Eindeutige Zuordnung von Bohrpunkten und z. B. Messungen mit dem Falling-Weight-Deflectometer Aufgeklebte Markierung Versenkter Bolzen

48 Längenerfassung mit rollendem Rad

49 Längenerfassung mit rollendem Rad

50 Längenerfassung mit rollendem Rad

51 Längenerfassung mit rollendem Rad

52 Vermessung 100m-Markierung

53 Vermessung 100m-Markierung

54 Impulsradar Zerstörungsfrei durch elektromagnetische Wellen Visuelle Darstellung des Fahrbahnaufbaus und Untergrundes Messung von - Längsprofilen - Querprofilen Abstimmung des Messsystems an Zielsetzung

55 Impulsradar

56 Impulsradar

57 Impulsradar Direkter Messwert sind Signallaufzeiten Kalibrierung mit konventionellen Untersuchungen erforderlich Bohrkern 23 cm Beton 20 cm HGT Untergrund

58 Impulsradar Nicht kalibriertes Radargramm kalibriertes Radargramm

59 Impulsradar ohne Kalibrierung nicht sinnvoll Nicht kalibriertes Radargramm kalibriertes Radargramm

60 Impulsradar Fragen: An welcher Stelle vor Ort ist denn dieser Übergang? Auf welchem Fahrstreifen wurde dieses Längsprofil gemessen? 3 Längsprofile mit verschiedenen Längen rechts: Mitte: links: 23,0 m 26,6 m 30,0 m

61 Impulsradar Mögliche Leistungen: Einteilung in homogene Bereiche, Abschnitte gleichen Fahrbahnaufbaus Anomalienauswertung, d.h. Fehlstellen Erstellen von Bohrplänen für Kalibrierungsbohrungen für Anomalienbohrungen Auswertung nach Schichtdicken Speziell bei Beton Auffinden von Dübeln und Ankern Erstellen eines Betonplattenplanes

62 Impulsradar

63 Impulsradar

64 Impulsradar

65 Impulsradar Darstellung von Anomalien als Tiefenschnitt (Ausschnitt)

66 Impulsradar Dachprofil

67 Impulsradar Dachprofil

68 Impulsradar Impulsradar Dachprofil

69 Impulsradar

70 Impulsradar Impulsradar Dachprofil

71 Konventionelle Untersuchungen Felduntersuchungen: Bohrkerne: Ansprache der Schichten Rammkernsondierungen: Ansprache der Schichten Grund- / Schichtenwasser Fotografische Dokumentation Laboruntersuchungen: Schichtdickenbestimmung Ansprache der Schichten Asphalt- / Betontechnologische Untersuchungen Materialuntersuchungen des Ungebundenen des Oberbaus, Unterbaus und Untergrundes

72 Konventionelle Untersuchungen Entnahmedatum: Fahrstreifen: Lage: von NK: Straße: BAB A 27 HFS nach NK: Richtungsfahrbahn: Süd fahrspurmittig Station: [km] lfd. Nr. je BK/Station: 9 Schichtansprache Nr. Schichtart Dicke [cm] Bemerkungen 1 Splittoberbeton 8 Einbau frisch/frisch 2 Kies-Splitt-Beton 18 3 HGT (bituminöse Anteile) 16 Verdacht Teer/Pech 4 Zementverfestigung 16 5 ms, fs 40 gelb 6 S, u* - U, s 62 gelbbraun

73 Falling-Weight-Deflectometer (FWD) Zerstörungsfreies, dynamisches Messverfahren Messung einer Verformungsmulde Auswertung der Tragfähigkeit Mehrschichtenmodell Platte-Halbraum-Modell FWD-Gerät

74 Falling-Weight-Deflectometer Zerstörungsfreies, dynamisches Messverfahren Messung einer Verformungsmulde Auswertung der Tragfähigkeit Mehrschichtenmodell Platte-Halbraum-Modell und viel Unbrauchbares: Aussagen zur zukünftigen Tragfähigkeit und eine Prognose zur Restnutzungsdauer kann nicht erbracht werden, da es bisher dafür keine seriösen wissenschaftlichen und technischen Grundlagen gibt. Derzeit werden oft die Daten einfach mit der Black-Box-Software des FWD-Geräteherstellers ausgewertet. FWD-Gerät

75 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße

76 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße

77 Falling-Weight-Deflectometer Modellstraße 0,00 0,00 0,10 0,10 MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP MP Modellstraße 0,20 0,20 Deflexion [mm] Deflexion [mm] 0,30 0,30 0,40 0,40 0,50 0,50 0,60 0,60 0,70 0,70 BK BK SV SV Z Z (HGT) (HGT) BK BK SV SV Z Z 1 1 BK BK III III Z Z 1 1 BK BK V Z Z 1 1

78 Falling-Weight-Deflectometer Prinzipskizze Platte auf elastisch, isotropem Halbraum Auswertung der FWD-Ergebnisse (Verfahren nach Dr. Grätz): Schichtmodul M 0 Tragfähigkeit des Ungebundenen Elastische Länge l Tragfähigkeit der gesamten Fahrbahnkonstruktion Verformungsmodul M V Vergleich der Lastfälle

79 Falling-Weight-Deflectometer Bei Betonfahrbahnen: Unterscheidung in zwei Lastfälle Lastfall Plattenmitte Lastfall Plattenrand Dübel Dübel Dübel Tragfähigkeit (M 0, l) Querkraftübertragung (W) Lastfälle vergleichbar durch Verformungsmodul M V

80 Fahrbahnaufbauten: Untersuchungsergebnisse FWD Bauklasse RStO 01 Zeile Tragfähigkeit l (elastische Länge in mm) Schichtmodul M 0 in N/mm 2 Tragfähigkeitsbewertung des Ungebundenen SV 1 Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht Asphalttragschicht und HGT auf Frostschutzschicht III 1 : Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht V 1 Asphalttragschicht auf Frostschutzschicht Phase Neu- / Umbau 2. Konsolidierungshase 3. Beharrungsphase 4. Ermüdungsphase - Bauklasse III

81 FWD-Bewertung eines Fahrbahnaufbaus der BK III Messbeginn: Straßen-km Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) re.fstr-re li.fstr-li Tragfähigkeit > 200 elastische Länge l [mm] Straßen-km

82 Bewertung eines Fahrbahnaufbaus mit dem FWD Voruntersuchung nach der Sanierung

83 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Nutzungszeitraum in Jahren 1 2 Bemessungsrelevante Beanspruchung B als äquivalente 10-t- Achsübergänge in Mio. 6,85 12,68 Bauklasse II I Bauklasse Tragfähigkeit als elastische Länge l in mm am Beginn der II I Beharrungsphase Ermüdungsphase bauklassenunabhängig: Schichtmodul M N/mm 2 Gemäßeingereichter Habilitationsschrift von Herr Dr. Grätz: Schichtmodul M 0 = 150 N/mm 2 == Verformungsmodul E v2 = 120 N/mm 2

84 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung)

85 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Schichtmodul M0 in N/mm Mindestwert Betr.-km

86 Bewertung der Tragfähigkeit des Standstreifens bezüglich der Nutzung als Fahrstreifen (4+0-Verkehrsführung) Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) 600 Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) Alles andere: Erneuerung im Tiefeinbau 4 cm ADS 8 cm ABI 18 cm ATS Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Betr.-km 255,4 256,9 neue Deckschicht Schichtmodul M 0 in N/mm Mindestwert Betr.-km Betr.-km

87 Längenerfassung mit rollendem Rad / Vermessung: Impulsradar: Konv. Untersuch.: FWD: Zusammenfassung Orientierung vor Ort, Kalibrierung Impulsradarlängen Visuelle Darstellung des Fahrbahnaufbaus (Schnitt) Achtung: ohne Kalibrierung nicht sinnvoll Materialuntersuchung, Kalibrierung Impulsradarschichten Tragfähigkeit Gebundenes und Ungebundenes, Querkraftübertragung, Verformungsverhalten Achtung: keine Aussagen zur zukünftigen Tragfähigkeit und keine Prognose zur Restnutzungsdauer möglich Die mit derartigen Aufgaben betreute Institution muss eine nachgewiesene straßenbauspezifische Qualifikation haben! Die Aussagen Wir haben die Messgeräte und schon viel gemessen sowie Hier ist unsere Referenzliste reichen nicht aus! Hier sind die Telefonnummern meiner bisherigen Auftraggeber, die Sie gerne anrufen können ist da schon besser! Der AG hat meiner Meinung nach die Pflicht, sich mit der Materie zu beschäftigen (dabei lässt sich ein gewisser Grad an geistiger Tätigkeit und sich kümmern nicht vermeiden), das was will ich festzulegen, die eingehenden Angebote fachlich zu prüfen und nicht allein den Preis als Entscheidungskriterium heranzuziehen, denn nicht alles was viel kostet ist gut, aber alles was billig ist, hat seinen Preis: die fehlende Qualität!

88 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Geist ist geil! Abschnitt 6 (Fahrtrichtung Kassel) Tragfähigkeit (elastische Länge l in mm) Betr.-km Lastfall Plattenmitte Lastfall Plattenrand Dübel Dübel Dübel Tragfähigkeit (M 0, l) Querkraftübertragung (W) Lastfälle vergleichbar durch Verformungsmodul M V