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Buch (Monographie) zugänglich unter
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Temperaturen an der Unterseite orthotroper Fahrbahntafeln beim Einbau der Gussasphalt-Schutzschicht

Temperature measurements on the underside of orthotropic carriageway decks during installations of protective mastic asphalt layers

Eilers, Manfred ; Küchler, Eberhard ; Quaas, Bert

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Abdichtung (Brücke) , Belastung , Deutschland , Einbau , Fahrbahntafel , Forschungsbericht , Gussasphalt , Korrosion , Messgerät , Metallbrücke , Orthotrope Platte , Schicht , Stahl , Temperatur , Temperaturmessung , Verhütung , Versiegelung , Wärme
Freie Schlagwörter (Englisch): Apparatus (measuring) , Bridge deck , Corrosion , Germany , Gussasphalt , Heat , Layer , Laying , Load , Metal bridge , Orthotropic plate , Prevention , Research report , Sealing coat , Temperature , Temperature measurement, Waterproofing course
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: 41
ISBN: 3-89701-998-1
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 19.05.2016
Kurzfassung auf Deutsch: Zum Schutz gegen Korrosion und auch zur optischen Gestaltung erhalten Brückenteile aus Stahl Korrosionsschutzbeschichtungen. Bei dem im Regelfall erfolgenden Einbau einer Schutzschicht aus Gussasphalt auf den Deckblechoberseiten werden die Korrosionsschutzbeschichtungen der Deckblechunterseiten thermisch belastet. Eine Temperatur-Zeit-Kurve dieser thermischen Belastung wurde vor 25 Jahren an Brücken gemessen und ist in den Technischen Prüfvorschriften für die Prüfung der Dichtungsschichten und der Abdichtungs-Systeme für Brückenbeläge auf Stahl (TP-BEL-ST) dargestellt. Korrosionsschutzbeschichtungssysteme, die gemäß Anhang A zur ZTV-KOR-Stahlbauten für Deckblechunterseiten vorgesehen sind, müssen im Rahmen dieses Temperatur-Zeit-Regimes wärmebeständig sein. Der Nachweis der Wärmebeständigkeit muss durch eine Prüfung unter Zugrundelegung des aktuellen Temperatur-Zeit-Regimes erfolgen. Seit der erstmaligen Messung der Temperatur-Zeit-Kurve sind die Dichtungssysteme für Stahlbrücken weiterentwickelt worden und haben jetzt vermutlich auch wegen der größeren Dicken einen anderen Wärmedurchgang. Vor weiteren Bestimmungen der Wärmebeständigkeit der Korrosionsschutzbeschichtungssysteme muss daher das Temperatur-Zeit-Regime für die drei Dichtungsschichtregelsysteme gemäß TP-BEL-ST an geeigneten Brücken gemessen und eine neue Temperatur-Zeit-Kurve formuliert werden. Die Kurve wird weiterhin zur Abschätzung der zu erwartenden Wärmebelastung der Korrosionsschutzbeschichtungen für die Planung benötigt. Die Messung der Temperaturen erfolgte an der Unterseite der orthotropen Fahrbahntafeln von neun Bauwerken. Fünf der untersuchten Bauwerke hatten eine Reaktionsharz-Dichtungsschicht, drei Bauwerke eine Bitumen-Dichtungsschicht und ein Bauwerk eine Reaktionharz/Bitumen-Dichtungsschicht aus Bitumen-Schweissbahn. Für die Temperaturmessungen wurden selbstklebende NiCr-Folienthermoelemente verwendet, die auf die vorhandene Korrosionsschutzbeschichtung an der Unterseite der Fahrbahntafeln aufgeklebt wurden. Die gemessenen Maximaltemperaturen lagen zwischen 90,6° Celsius und 110,0° Celsius, bei Ausgangstemperaturen des jeweiligen Deckbleches von 3,5° Celsius bis 26,9° Celsius. Diese Maximaltemperaturen wurden 20 bis 30 Minuten nach der Beaufschlagung des jeweiligen Flächenelementes mit heißem Gussasphalt erreicht. Es wurde festgestellt, dass die erreichten Maximaltemperaturen und die Wärmeeinwirkungsdauer nicht nur von der Einbautemperatur des Gussasphaltes und der Umgebungstemperatur abhängen, sondern auch bauwerksspezifisch sind. Auf der Grundlage der hier erhaltenen sowie früherer Messergebnisse und deren Auswertungen wurde der Versuch unternommen, eine Berechnung der zu erwartenden Maximaltemperatur an der Unterseite der orthotropen Fahrbahntafel beim Schutzschicht-Einbau vorzunehmen. Es wurde eine Gleichung für die näherungsweise Berechnung der zu erwartenden Maximaltemperatur aufgestellt. Im Ergebnis der Temperaturmessungen an den Brücken wird für künftige Prüfungen der Wärmebeständigkeit von Korrosionsschutzsystemen eine modifizierte Temperatur-Zeit-Kurve empfohlen. Es wird vorgeschlagen, die Dauer der Wärmebeanspruchung auf 6 Stunden zu verlängern und die Temperatur-Zeit-Kurve anzupassen. Abschließend werden Vorschläge zum Verringern der Wärmebelastung von wärmeempfindlichen Korrosionsschutzbeschichtungen während des Einbaus von Gussasphalt-Schutzschichten genannt.
Kurzfassung auf Englisch: Bridge components made of steel are furnished with coats providing protection against corrosion and serving as optical embellishment. During a standard installation of a protective mastic asphalt layer on top of a cover sheet, a thermal load is exerted on the corrosion protection layer on the underside of the cover sheet. The temperature-time curve of this thermal load measured on bridges 25 years ago can be viewed in the Technical Test Regulations on sealing layers and systems for bridge coverings on steel. Anti-corrosion coating systems provided for cover sheet undersides according to Appendix A to ZTV-KOR concerning steel structures need to be heat resistant as part of this temperature-time regime. Evidence of heat resistance must be provided through a test based on the current temperature-time regime. Since the measurement of the first temperature-time curve, sealing systems for steel bridges have been advanced and now presumably possess different heat transfer properties due to the increased thicknesses involved. Before any further determinations of the heat resistance of anticorrosion coating systems, it is therefore necessary to measure the time-temperature regime for the three standard sealing coats according to TP-BEL-ST on suitable bridges and formulate a new temperature-time curve. This curve is also needed by planners to estimate expected thermal loads on anti-corrosion layers. Temperatures were measured on the underside of orthotropic carriageway decks of nine structures. Five of these investigated structures possessed a cold-curing resin sealing layer, three a bitumen sealing layer, and one a combination of these two layers (bituminous sheeting). The temperature measurements made use of self-adhesive NiCr film thermocouples attached to the anti-corrosion coating on the underside of the carriageway decks. The measured maximum temperatures lay between 90.6° C and 110.0° C, given initial temperatures of between 3.5° C and 26.9° C on the corresponding cover sheets. These maximum temperatures were attained 20 - 30 minutes after application of hot mastic asphalt on the involved surface element. It turned out that the attained maximum temperatures and heat action time depend not only on the installation temperature of the mastic asphalt and the ambient temperature, but also the related structure. On the basis of these as well as previous measurement results and evaluations, an attempt was made to calculate the expected maximum temperature on the underside of orthotropic carriageway decks during installations of protective layers. An equation was prepared for approximate calculations of this temperature. The results of the temperature measurements on the bridges have led to a proposal for a modified temperature-time curve for future tests of the heat resistance of anti-corrosion systems. It is recommended to prolong the heat exposure period to 6 hours and adapt the temperature-time curve. Finally, proposals for reducing the thermal exposure of heat-sensitive anti-corrosion layers during installations of protective mastic asphalt layers are mentioned