Instandsetzung von Asphaltkonstruktionen

Transkript

1 Instandsetzung von Asphaltkonstruktionen Dipl.-Ing. Martin Buchta Ing. Helmut Nievelt

2 Warum Instandsetzung? Erhaltung der Funktionalität von Verkehrsflächen Zielsetzung RVS Verkehrssicherheit Sicherung des Bestandes Fahrkomfort Instandsetzung Verstärkung / Erneuerung Ausbau / Umbau Minimierung von Instandhaltungsbzw. Instandsetzungskosten

3 Zielsetzung einer Instandsetzung? Bemessungszeitraum der Asphaltkonstruktion ca. 20 Jahre Instandhaltungsmaßnahmen JA Instandsetzungsmaßnahmen möglichst NEIN

4 Längsrisse Fahrbahneinbrüche Sicherheitsgefährdung < 3 Jahre

5 Verformungen Foto Olgersdorf Spurrinnen Ablösungen < 3 Jahre

6

7 Zustandsbeschreibung Planung - Ausschreibung

8 Säulen der Instandsetzung Zustandsbeschreibung Planung Ausschreibung

9 Warum? Asphalt ist ein gutmütiger Baustoff Auswirkungen sind nicht unmittelbar mit der Gefahr für Leib und Seele verbunden Wie schaut es bei einer Verstärkung Im Hochbau aus?

10 Gibt es eine Regelinstandsetzung? Zustandsbeschreibung Schadensbilder Planung Ausschreibung Verkehrbelastung Einwirkung Materialeigenschaften Widerstand

11 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter

12 Straßenbeschreibungsblätter

13 Grundlage auf Netzebene S1A S1M S1D S1J S2A S2M S2D S2J S3A S3M S3D S3J S4A S4M S4D S4J BitD DD-K 0, BitD DA BitD AB BT BT-I BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD DA BitD AB BT BT-I ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK Beton Beton BT BTD ungeb.ut RK ?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ?????????????????? 0-1?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK Sonst Sonst BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ?????????????????? 0-1?????????????????? 0-1 Beton Beton BT BTD ungeb.ut RK ?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ?????????????????? 0-1?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK Sonst Sonst BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK Beton Beton BT BTD ungeb.ut RK ?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ?????????????????? 0-1?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK Sonst Sonst BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ?????????????????? 0-1?????????????????? 0-1 BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK ungeb.ut RK BitD SMA BT BT-I-HS ungeb.ot KK Sonst Sonst

14 Visuelle Beurteilungen Besichtigung und Beschreibung des Zustandsbilder der Asphaltoberfläche Linearrisse Netzrisse Verformungen Einbrüche manuell Spurrinnen Griffigkeit computerunterstützt Kornausbrüche Ablösungen

15 Zustand der Fahrbahnoberfläche Zustandserhebung A4 - Ostautobahn Oberflächeneigenschaften Anlageverhältnisse Visuelle Beurteilung z.b. ARAN

16 Zustand der Fahrbahnoberfläche 25 EK 5 Bohrkernentnahme im Querprofil km 39, maximale Spurrinnentiefe im Querprofil [mm] EK 4 EK 3 EK 2 EK ,000 38,000 39,000 40,000 41,000 42,000 43,000 44,000 45,000 Stationierung [km] maximale Spurrinnentiefe gleitender Mittelw ert (100m)

17 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter Untersuchungsprogramm auf die Schadensbilder abstimmen (Anlageverhältnisse, Entwässerung) Welche Schichten sind von den Rissausbildungen bzw. von den Verformungen betroffen?

18 Risse Verformungen - Spurrinnen Rissverlauf Risstiefe Tiefe der plastischen Verformungen Spurrinnen

19 Risse Verformungen - Spurrinnen A 12 Inntalautobahn Zustandserhebung km 44,00 - km 48,00 RFB Bregenz Station (km) Lage BK Nr.: Spurrinnentiefe (mm) 3,5 cm SMA 11 L FS V6 V7 V Aufbau neu 8,0 cm BT 22 HS 11,5 cm Gesamt neu Nachfräsung 5 cm > 17,5 cm Altbestand > 29,0 cm Gesamt Abtragstiefe 12,0 cm

20 Risse Verformungen - Spurrinnen Stationierung (km) Lage v. re (m) BK Nr.: Max. Spurrinnentiefe (mm) ,1 1,0 0,6 0,3 0, /1 68/2 68/3 68/ Abweichung von der Ebenheit [mm] BK 68 BK 68/ Abstand vom rechten Fahrbahnrand [cm] BK 68/4 BK 68/3 BK 68/ Differenz SD 0,9 0,2 Schicht 4. Lage: Art AB 4,1 3,6 Schichtdicken in cm 3,2 3,7 4,0 3. Lage: BT Lage: BT 5,9 5,8 5,8 6,0 6,0 1. Lage: BT 7,8 8,2 8,3 8,0 7,7 Unterlage uts uts uts uts uts Asphalt gesamt 17,8 17,6 17,3 17,7 17,7 Verformungen Risse

21 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter Untersuchungsprogramm auf die Schadensbilder abstimmen (Anlageverhältnisse, Entwässerung) Welche Schichten sind von den Rissausbildungen bzw. von den Verformungen betroffen? Wie hoch ist die Resttragfähigkeit des Bestandes?

22 Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion Tragfähigkeit Asphalt Tragfähigkeit ungeb. TS Tragfähigkeit Unterbau Lastübertragung z.b. FWD

23 Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion Zustandserhebung FH - Wien, Vorfeld NO, Block z.b. FWD

24 Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion NIEVELT Ingenieur GmbH project chainage Wienerstraße 35 A Stockerau from to km 0,000 km 18,000 A2 Motorway Zagreb - Mecelj direction Zagreb Section B1 : slow lane dynamic deflections and recalculation of the E - Modulus values Load = 120 kn plate radius = 150 mm deflection [µm] ,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 project chainage [km] DF1 DF2 DF3 DF4 DF5 DF6 DF E-Modulus [N/mm²] ,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 project chainage [km] 12,000 14,000 16,000 18,000 Bisar Friction between layer 1 and layer 2 = 50% flexible pavement 20 C CTB sub structure

25 Zerstörungsfreie Schichtdickenmessung Islamic Republic of Iran Airport Bandar Abbas Centerline -5,50m Planungsgrundlage Festlegung von Frästiefen auf Brückenobjekten Massenermittlung

26 Zerstörungsfreie Schichtdickenmessung A09 Pyhrn Autobahn, Brückenobjekt L204 R Unebenheit an der Oberfläche des TW

27 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter Untersuchungsprogramm auf die Schadensbilder abstimmen (Anlageverhältnisse, Entwässerung) Welche Schichten sind von den Rissausbildungen bzw. von den Verformungen betroffen? Wie hoch ist die Resttragfähigkeit des Bestandes? Ermittlung der Gebrauchseigenschaften der Materialien des Bestandes

28 Materialeigenschaften - Gebrauchseigenschaften Materialeigenschaften Bindemitteleigenschaften ungebundene Tragschichten Lagenverbund Materialprüfungen Erhebungen

29 Materialeigenschaften - Gebrauchseigenschaften A 12 Inntalautobahn Zustandserhebung km 44,00 - km 48,00 RFB Bregenz Station (km) Lage BK Nr.: Spurrinnentiefe (mm) 3,5 cm SMA 11 L FS V6 V7 V Aufbau neu 8,0 cm BT 22 HS 11,5 cm Gesamt neu Nachfräsung 5 cm > 17,5 cm Altbestand > 29,0 cm Gesamt Abtragstiefe 12,0 cm

30 Gebrauchsverhaltensorientierte Asphaltprüfung Tieftemperaturverhalten Widerstand gegen bleibende Verformungen Steifigkeit und Ermüdung

31 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter Untersuchungsprogramm auf die Schadensbilder abstimmen (Anlageverhältnisse, Entwässerung) Welche Schichten sind von den Rissausbildungen bzw. von den Verformungen betroffen? Wie hoch ist die Resttragfähigkeit des Bestandes? Ermittlung der Gebrauchseigenschaften der Materialien des Bestandes Dimensionierung und Planung der Instandsetzungsmaßnahme

32 Dimensionierung und Planung

33 Dimensionierung und Planung BESTAND VARIANTE 1 Dicke Schichtbeschreibung Dicke Schichtbeschreibung neue Höhe +0,5 cm 3 cm AB 11 LK S (1998) 3,5 cm pmab 11 LK S, PmB 50-90S 9 cm BT 22 LK II (1998) 10,0 cm Frästiefe -13 cm BT 22 HS LK S, PmB 50-90S 9 cm BT I, 1. Lage (1972) 8,0 cm BT I, 1. Lage (Bestand) ungeb. obere TS (1985) ungeb. untere TS (1985) ungeb. obere TS (Bestand) ungeb. untere TS (Bestand) Berechnete Lebensdauer: 6,75 * 10^6 BNLW ca. 16 Jahre Kostenschätzung: 1,15 * 10^6

34 Vorgangsweise bis zur Ausschreibung Besichtung des Straßenabschnittes (Projektsebene) und Einsichtnahme in die Straßenerfassungsblätter Untersuchungsprogramm auf die Schadensbilder abstimmen (Anlageverhältnisse, Entwässerung) Welche Schichten sind von den Rissausbildungen bzw. von den Verformungen betroffen? Wie hoch ist die Resttragfähigkeit des Bestandes? Ermittlung der Gebrauchseigenschaften der Materialien des Bestandes Dimensionierung und Planung der Instandsetzungsmaßnahme Festlegungen für die Ausschreibung unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen für die Ausführung

35 Umsetzbarkeit der Ausschreibungsvorgaben VR China Ningbo Shengzhou Expressway Supervising Asphalt works

36 Zusammenfassung Unterschiedliche Möglichkeiten der Instandsetzung Technische Rahmenbedingungen werden durch Baustoffe und Einwirkungsgrößen definiert Finanzielle Rahmenbedingungen werden durch Auftraggeber definiert Technische und wirtschaftliche Optimierungsaufgabe Planungsgrundsätze sollen berücksichtigt und vorhandene Erhebungsverfahren genutzt werden

37 Zielsetzung Was erwartet sich der Nutzer? möglichst rumpelfreie Fahrt - Fahrkomfort Planung, Einbautechnologie Baustellenintervalle kurze Instandsetzungsintervalle sind meinungsbildend Fahrsicherheit