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Buch (Monographie) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2015/1624/


Gussasphalt mit integrierten Rohrregistern zur Temperierung von Brücken

Mastic asphalt with integrated tube registers for temperature control of bridges

Eilers, Manfred ; Friedrich, Heinz ; Quaas, Bert ; Rogalski, Eigen ; Staeck, Michael

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Abreissversuch , Adhäsion , Dauerhaftigkeit , Deutschland , Forschungsbericht , Gussasphalt , Messung , Montage , Profilmessgerät , Rohrleitung , Straßenheizung , Verformung , Verhalten , Versuch
Freie Schlagwörter (Englisch): Adhesion , Behaviour , Deformation , Durability , Germany , Gussasphalt , Installation , Measurement , Pipe , Profilometer , Pull off test , Research report , Road heating , Test
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Institut: Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 122
ISBN: 978-3-95606-217-9
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 17.11.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Bei Fahrbahnoberflächen von Brücken und insbesondere von Stahlbrücken besteht gegenüber dem Straßenverlauf vor und hinter der Brücke die Gefahr einer vorzeitigen Glättebildung, da die relativ dünnen Fahrbahntafeln schnell auskühlen, während der dickere Belagsaufbau und der Untergrund auf der freien Strecke wie ein Wärmespeicher wirken. Insbesondere bei Brücken an ungünstigen Standorten, wie in der Nähe von Gewässern oder in Einschnitten, besteht vor allem im Spätherbst und am Beginn des Frühjahrs eine besondere Gefahr für die Verkehrsteilnehmer. Dieser besonderen Gefährdung des Verkehrs wird derzeit entweder durch Frühwarnsysteme mit vorsorglichem Streudienst oder durch Taumittelsprühanlagen begegnet. Eine weitere Möglichkeit die besondere Gefährdung aus dem Vereisungsverhalten der Brückenfahrbahn zu beseitigen, ist die, den Fahrbahnbelag der gefährdeten Brücken in den kritischen Zeiträumen zu beheizen. Dadurch wird die Salzbelastung für die Umwelt und auch für das Bauwerk reduziert. Im BASt–Bericht B87 "Vermeidung von Glättebildung auf Brücken durch die Nutzung von Geothermie" [2] wird diese umweltfreundliche Alternative ausführlich erläutert. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden ergänzende Untersuchungen durchgeführt, um weiterführende Erkenntnisse über das Verbundverhalten und die Dauerhaftigkeit von Gussasphalt mit integrierten Rohrregistern zu gewinnen und daraus Empfehlungen für die Praxis abzuleiten. Zum einen handelt es sich um Abreissversuche an zwei D-Brückenmodulen mit Fahrbahntemperierung, zum anderen um Langzeitmessungen auf einer Straßenbrücke, bei der im Rahmen einer Erneuerung des Fahrbahnbelags probeweise Rohrregister eingebaut wurden. Es wurden verschiedene Systeme untersucht, die eine sichere Befestigung der Rohrregister auf der Unterlage gewährleisten und gleichzeitig den Einbau der Deckschicht möglichst wenig behindern. Desweiteren wurde die Ausrichtung der Rohre untersucht und die Dauerhaftigkeit überprüft. Großflächige Befestigungsgitter haben sich zur Fixierung von Rohrregistern für die in Deutschland üblichen Fahrbahnbeläge als ungeeignet erwiesen, da sie einen ausreichenden Schichtenverbund behindern. Für die Befestigung der Rohrregister sind daher wenig störende Befestigungsmittel wie z.B. halbseitige Rohrschellen zu empfehlen. Für quer zur Fahrtrichtung ausgeführte Rohrregistern konnte die grundsätzliche Praxistauglichkeit hinsichtlich des Einbaus und der Dauerhaftigkeit unter Verkehrsbelastung nachgewiesen werden. Als entsprechender Nachweis für längs zur Fahrtrichtung ausgeführte Rohrregister dient die erfolgreiche Pilotanwendung bei der Kanalbrücke Berkenthin. Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit konnten im Untersuchungszeitraum von 5 Jahren keine Einschränkungen festgestellt werden. Es wurden weder Risse noch Verformungen im Fahrbahnbelag indiziert. Für eine weitere Beurteilung des Langzeitverhaltens sollten auch zukünftig regelmäßige Begehungen und Messungen erfolgen.
Kurzfassung auf Englisch: For road surfaces on bridges – particularly steel bridges, there exists the risk of ice prematurely forming on the road in front of and behind the bridge, because the relatively thin bridge decks cool quickly, while the thicker road surface and foundation on the open road act as heat accumulators. Particularly in the case of bridges sited at unfavourable locations, such as close to bodies of water or in ice cuttings, there is a high risk for road users – especially in late autumn and early spring. This increased safety risk is usually countered by means of intensified winter road maintenance, but this requires a disproportionately high degree of time and personnel deployment. Although automatic spray technology systems can alleviate the problem, they are controversial for ecological and economic reasons An environmentally friendly alternative is offered by the road surface temperature control procedure, which is comprehensively explained in BASt Report B 87 "Preventing the formation of ice on bridges by using geothermy" [2]. Within the framework of the project described here, supplementary investigations have been conducted for the purpose of gaining deeper knowledge into the bond behaviour and durability of mastic asphalt with integrated tube registers and by this means deriving recommendations for practice. These investigations refer on the one hand to bond strength (tearing) tests on two D-bridge modules using road surface temperature control, and on the other hand to long-term measurements on a road bridge, in which tube registers were installed on a trial basis as part of the renewal of the road surface. Various systems were examined to ensure a secure fix of the tube registers on the underlay while at the same time cause as little hindrance as possible to the installation of the deck layer. Furthermore, the alignment of the tubes was analysed and their durability tested. Large-scale fastening grids have proven unsuitable to fix tube registers on the road surfaces usually found in Germany, as they prevent a sufficient layer bonding. For this reason, less disturbing fastening means are recommended to fix the tube registers in place, such as one-sided tube clamps. For tube registers laid down transversely to the direction of travel, it has proved possible to meet the basic practical suitability with regard to installation and durability under traffic loads. The successful pilot application on the Berkenthin Canal Bridge serves as appropriate evidence for tube registers installed along the direction of travel. No limitations with regard to the durability were identified in the course of an examination period of 5 years. As neither cracks nor deformations were detected in the road surface, regular inspections and measurements are also envisaged in the future to assess the long-term behaviour.