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Bewertung der strukturellen Substanz für die systematische Erhaltungsplanung von Betonfahrbahndecken

Assessment of structural substance for systematic maintenance planning of concrete pavements

Dr.-Ing. M. Wieland, Bergisch Gladbach
Dipl.-Ing. S. Villaret, Hoppegarten
Dr.-Ing. A. Riwe, Anklam

„Mobilität ist zentrale Voraussetzung für wirtschaftliches Wachstum, Beschäftigung und Teilhabe des Einzelnenam gesellschaftlichen Leben.“ Dieser Leitsatz des BMVI setzt eine intakte und funktionierende Infrastrukturvoraus. Im Kontext mit dem Investitionshochlauf in den nächsten Jahren ist für das Bundesfernstraßennetzinsbesondere ein netzbezogenes systematisches Vorgehen im Rahmen der Baulichen Erhaltung von Relevanz. Beider Planung von Erneuerungsmaßnahmen ist dabei die Kenntnis über den Zustand der strukturellen Substanz undderen langfristige Entwicklung von zentraler Bedeutung. Nachfolgend wird ein Verfahren vorgestellt, das diemechanisch und statistisch abgesicherte Bewertung und Prognose der strukturellen Substanz von Betonfahrbahndeckenermöglicht. Zudem werden die Anwendung und das Vorgehen anhand eines Praxisbeispiels aufgezeigt.

“Mobility is a central requirement for economic growth, employment and participation of each individual in social life.” This basic principle of the BMVI (Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure) requires an intact and functional infrastructure. In context with increasing investments over the next few years, a network-related systematic procedure as part of the structural maintenance will be relevant for the federal highway network. In the planning of maintenance measures, the knowledge about the state of structural substance and its long-term development is of central importance. Following, a method is presented which allows the mechanically and statistically reliable assessment and prognosis of structural substance of concrete pavements. In addition, the application and procedure are shown through an exemplification.

Durchgehend bewehrte Betonfahrbahnen mit dünner flexibler Deckschicht

Continuously reinforced concrete pavements with thin flexible wearing courses

Dr.-Ing. H. Dirnhofer, Martin Eger M. Eng., München
Dipl.-Ing. S. Höller, Bergisch Gladbach

Bei der im Folgenden dargestellten Kompositbauweise übernimmt eine durchgehend bewehrte Betondecke die Sicherstellung der Substanzparameter wie Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit, während die dünne Asphaltüberbauung für die Einhaltung der Oberflächeneigenschaften wie Griffigkeit und geringe Lärmemissionen verantwortlich ist. Um Querscheinfugen zu vermeiden, wird die Betonfahrbahndecke mit einer durchgehenden Längsbewehrung ausgeführt. Anhand von Berechnungen an Finite-Elemente-Modellen konnte gezeigt werden, dass die Nullspannungstemperatur der Betonfahrbahndecke einen wesentlichen Einfluss auf die systemimmanente Rissbildung hat. Hinsichtlich der Überbauung von Betondecken mit einer Asphaltdeckschicht ist die Sicherstellung eines ausreichenden Verbundes entscheidend. Hierzu wurden Laboruntersuchungen mit einer am Prüfamt für Verkehrswegebau der TU München entwickelten dynamischen Abschervorrichtung durchgeführt. Die darauf aufbauende Prognose des Langzeitverhaltens für zwei bevorzugte Deckschichtmischgutsorten, Splittmastixasphalt (SMA) sowie Dünnschichtbelag im Heißeinbau auf Versiegelung (DSH-V) zeigt, dass die auftretenden Schubspannungen dauerhaft abgetragen werden können.

In the descripted composite pavement, a continuously reinforced concrete pavement ensures the substance parameters, such as load-bearing capacity and durability, whilst the thin asphalt overlay is responsible for the surface properties such as grip and low noise emissions. To avoid transversal joints, the concrete road surface has continuous longitudinal reinforcement. Based on calculations on finite element models, it is possible to demonstrate that the zero tension temperature of the concrete pavement has a significant impact on the creation of the inevitable cracks here. Due to the fact that an asphalt overlay is applied to the concrete surface, it is important that these layers are connected adequately. To this end, extensive laboratory tests were carried out by using a dynamic shearing device developed by the Institute of Road, Railway and Airfield Construction at the Technical University of Munich. The resulting forecast of the long-term stability for two preferred hot mixed asphalt types (SMA and DSH-V) shows that the occurring shear stresses can be permanently dissipated.

Feuchtsalz mit erhöhtem Soleanteil – Erfahrungen und Strategien in Niederösterreich

Pre-wetting with increased brine percentages – experiences and strategies in Lower-Austria

Hofrat Dipl.-Ing. J. Neuhold, A-Sankt Pölten
Univ. Lektor DI. Dr. techn. M. Hoffmann, A- Wien

Untersuchungen zur Salzstreuung haben gezeigt, dass nur ein begrenzter Anteil der ausgebrachten Taumittel
nach dem Streuvorgang auf der Fahrbahn verbleibt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes des Bundeslandes
Niederösterreich und der TU Wien – Institut für Verkehrswissenschaften wurde die Winterdiensttechnik mit
erhöhten Soleanteilen FS50 bis max. FS70 untersucht. Das Hauptaugenmerk bei den Untersuchungen dieser
erweiterten Feuchtsalztechnik lag in der Suche nach Möglichkeiten zur Minimierung der Streu- und Austragungsverluste
sowie in der praktischen Umsetzung mit einem bestehenden Fuhrpark. Bei einer Umstellung auf diese
Winterdiensttechnik können bestehende Feuchtsalzstreuer kostengünstig umgerüstet werden. Diese werden mit
einem zusätzlichen Soletank und einem zusätzlichen, zweiten Soleschlauch zum Streuteller nachgerüstet. Dadurch
kann die erforderliche höhere Solemenge zum Streuteller befördert werden. Weiters wird das Bedienpult für das
neue Verhältnis von Sole zu Trockensalz umprogrammiert. Bei einem höheren Soleanteil sind die Reichweiten der
Streufahrzeuge für die Einsatzfälle FS30, FS50, FS70 und auch für FS100 zu überprüfen. Aus Sicht eines effizienten
und umweltfreundlichen Winterdienstes belegten die Untersuchungsergebnisse klar die Vorteile eines
erhöhten Soleanteils. Je höher der Soleanteil, umso geringer sind die Streuverluste und umso rascher die Tauprozesse.
Hinsichtlich der einzustellenden Streumenge wird bei den Streuungen mit erhöhten Soleanteilen mit den
gewohnten eingestellten Streumengen wie bei FS30 gefahren. Dadurch ist die tatsächlich ausgebrachte Salzmenge
beispielsweise bei FS50 um 21 % niedriger als bei FS30 bei gleichzeitig etwas höherer effektiver Restsalzmenge.

Studies on salt spreading have shown that only a limited amount of the applied thawing material remains on the road surfaceafter the spreading process. With a research project of the federal state of Lower Austria and the University of Technology, Instituteof Transportation Sciences, Vienna (TU Wien), the winter service technology with increased brine percentages FS50 up to max.FS70 was investigated. The main focus of the research of this extended pre-wetted salt technology was the search for possibilitiesto minimize salt losses as well as in the practical implementation with the existing salt spreaders. It has been shown that theexisting salt spreaders can be economically converted to this new winter service technology. The spreaders were retrofitted with anadditional brine-tank and an additional second hose to the spreading disc. Thereby, the required higher quantities of brine areconveyed to the spreading disc. Furthermore, the control panel has to be reprogrammed for the new relations between brine to drysalt. Also at a higher brine share the ranges of the spreaders need to be reviewed for application rates FS30, FS50, FS70 and FS100.From the point of view of an efficient and environmentally winter service the results show clearly the advantages of pre-wettingwith increased brine percentages. A higher proportion of brine brings lower salt losses and a quicker thawing process. Regarding tothe spreading dosage are the same quantities set as they are used for FS30. This results in a salt reduction for FS50 of 21% comparedto FS30 with a simultaneously higher residual salt quantity on the road surface.

Überprüfung der Präzision des Seitenkraftmessverfahrens (SKM) – Ergebnisse der Vergleichsfahrt der Gütegemeinschaft Griffigkeitsmessungen

Verification of the Precision of Sideway-Force Measurement (SKM) – Results of the Comparison Trial of the Quality Association for Skid Resistance Measurements

Dr.-Ing. V. Rosauer, Köln
Dipl.-Ing. B. Buscham, Duisburg
T. Blumenfeld, M.Sc., Darmstadt

Im Mai 2015 führte die Gütegemeinschaft Griffigkeitsmessungen e. V. in der Nähe von Hannover zum vierten
Mal eine Vergleichsfahrt durch, um die Qualität und Genauigkeit der Griffigkeitsmessungen zu untersuchen.
Neben 9 Mitgliedern der Gütegemeinschaft nahmen 4 weitere Institutionen teil, darunter 9 Betreiber eines SKMFahrzeugs
und 4 Betreiber eines GripTesters. An zwei Tagen wurden vorrangig auf einer Bundesstraße mit
Asphaltdeckschicht aus Splittmastixasphalt und in deutlich geringerem Umfang auf einer Bundesautobahn mit
einer Betondecke insgesamt 236 Messfahrten durchgeführt. Aufgrund der geringen Anzahl an GripTestern
erfolgte eine anschließende statistische Auswertung ausschließlich für das SKM. Als wesentliche Erkenntnis
dieser Auswertung ergibt sich, dass die im Rahmen der Vergleichsfahrt erreichte Präzision des SKM durchgängig
im Einklang mit dem im Technischen Regelwerk verankerten Vorhaltemaß von μSKM = 0,03 steht. Weitere Auswertungen,
die auf eine Veränderung des Griffigkeitsniveaus der Fahrbahn sowie auf Einflüsse der Messreifen
und der Kombination der Einzelmessungen abzielten, zeigten keine Auswirkungen auf die ermittelte Präzision.

In May 2015 the quality association for skid resistance measurements (Gütegemeinschaft Griffigkeitsmessungen e. V.) conducted a comparison trial for the fourth time near Hannover in order to investigate the quality and the precision of the skid resistance measurements. 9 members of the quality association and 4 further institutions took part with 9 SKM-vehicles and 4 GripTesters. In total, 236 measuring-runs were performed during two days on a highway with a cement concrete surface and especially on a federal road with a stone mastic asphalt surface course. Because of the small number of participating GripTesters, the statistical  investigation focused on the measurements with the SKM-vehicles. The main result of the investigation is that the determined precision of the SKM is consistent with the allowance of μSKM = 0.03 specified in the national technical specifications. Further analysis of the changing of surface skid resistance level, the influence of the measuring tyres, and the combination of the single measurements revealed no significant impact on the precision.

Deutscher Straßen- und Verkehrskongress 2016 in Bremen – Teil 1

German Road and Transportation Congress at Bremen

Dr.-Ing. M. Rohleder, Köln

Der alle zwei Jahre stattfindende Deutsche Straßen- und Verkehrskongress der Forschungsgesellschaft für Straßen-
und Verkehrswesen (FGSV) wurde im Jahr 2016 mit mehr als 1.000 Kongressteilnehmern und Besuchern in
Bremen veranstaltet. Bewährt begleitet wurde er von der Fachausstellung „Straßen und Verkehr 2016“, in der
130 Aussteller aller fachlichen Gewerke aus den Bereichen Wirtschaft, Verwaltung und Wissenschaft ihr vielfältiges
Leistungsspektrum präsentierten und über neue Entwicklungen informierten. Nach der Eröffnung der
Fachausstellung durch Herrn Dipl.-Ing. Hans-Georg Stutz, Vorstandsmitglied und stellvertretender Vorsitzender
des Straßen- und Tiefbaugewerbes im Zentralverband Deutsches Baugewerbe (ZDB) und Vorstandsmitglied der
FGSV, und des Kongresses durch die Vorsitzende der FGSV, Frau Dir’.in Dipl.-Ing. Elfriede Sauerwein-Braksiek, hielt
Staatssekretär Rainer Bomba aus dem Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur eine Ansprache,
gefolgt von Grußworten des Senators für Umwelt, Bau und Verkehr der Freien Hansestadt Bremen, Herrn Dr.
Joachim Lohse, und des Präsidenten des Welt-Straßenverbandes (AIPCR/PIARC), Herrn Oscar de Buen Richkarday.
Das Kongressmotto „Bausteine für die Nachhaltigkeit im Straßen- und Verkehrswesen“ war Leitthema für insgesamt
zehn Vortragsreihen, inklusive zweier Querschnittsreihen für fachübergreifende Themen, die das gesamte
Fachgebiet abdeckten. Die Themen der Vortragsreihen waren: Verkehrsplanung, Asphaltbauweisen, Straßenentwurf,
Betonbauweisen, Straßenausstattung, Kommunale Straßen (Querschnittsthema), Finanzierung (Querschnittsthema),
Baustoffe – Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit, Verkehrsmanagement, Erhaltungsmanagement. Abgerundet
wurde das Kongressprogramm durch einen Festvortrag zum Thema „Über die Bedeutung wissenschaftlichen
Denkens und politisch unkorrekte Wahrheiten“, gehalten vom Evolutionsbiologen Prof. Axel Meyer, und ein abschließendes
Zukunftsforum „Neue Technik versus geändertes Mobilitätsverhalten – wird die Verkehrswende
gelingen?“. Dieses wurde im Wechsel von Prof. Dr.-Ing. Felix Huber und Prof. Dr.-Ing. Oscar Reutter vorgetragen,
moderiert von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Ralf Roos und durchgeführt unter Beteiligung des Publikums vor Ort
sowie über Twitter und E-Mail. Der Kongress 2016 umfasste zweieinhalb Tage mit viel Raum für die Kommunikation
und den Austausch vor, zwischen und nach den Fachvorträgen.

Every two years the German Road and Transportation Congress, hosted by the German Road and Transportation Research Association (FGSV), takes place. In the year 2016 it was held in Bremen with more than 1,000 participants and visitors, well-tried accompanied by the “Road and Transportation 2016” exhibition, where 130 exhibitors coming from economy, administration and research showed their wide range of business activities and informed about new developments. Following the opening of the exhibition by Hans-Georg Stutz (board member of FGSV), and the opening of the congress by Elfriede Sauerwein-Braksiek (chairwoman of FGSV), the state secretary of the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, Rainer Bomba, held a speech, succeeded by the senator for environment, construction and traffic of Bremen, Joachim Lohse, and the president of the World Road Association (AIPCR/PIARC), Oscar de Buen Richkarday. The motto of the congress “Building Blocks for the Sustainability in Road and Transportation” was the guiding theme for altogether 10 series of lectures including two cross series with multidisciplinary lectures. The themes of the series of lectures were: traffic planning, asphalt pavements, highway design, concrete pavements, street furniture, urban roads (cross series), funding (cross series), building materials – disposability and sustainability, traffic management, maintenance management. The congress programme was completed by a lecture “about the significance of scientific reasoning and political irregular truths” given by the researcher Axel Meyer and the closing future forum “new technology versus altered mobility behaviour – will the turnaround succed?”. This was given by Felix Huber and Oscar Reutter, moderated by Ralf Roos and carried out under involvement of the audience, on site as well as via Twitter and E-Mail. The congress 2016 comprised two and a half days, giving a lot of space for communication and exchange before, between and after the papers.