Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Buch (Monographie) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2016/1705/


Bezugsgröße für den Verdichtungsgrad von Schichten ohne Bindemittel

Determination of laboratory reference density for onbound granular base layers

Bialucha, Ruth ; Merkel, Thomas ; Motz, Heribert ; Demond, Derik ; Schmidt, Sven-Olaf ; Ritter, Hans-Josef ; Haas, Sonja

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (4.423 KB) (Anhänge) Dokument 2.pdf (3.541 KB) (Bericht, barrierefrei)

Bookmark bei Connotea Bookmark bei del.icio.us
Freie Schlagwörter (Deutsch): Bewertung , Deutschland , Entwicklung , Forschungsbericht , Laboratorium , Mineral , Oberbau , Prüfverfahren , Schicht , Verdichtungsgrad , Verkehr
Freie Schlagwörter (Englisch): Development , Evaluation (assessment) , Germany , Laboratory (not an organization) , Layer , Mineral , Pavement , Rate of compaction , Research report , Test method , Traffic
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 36 Mineralstoffe
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 30 Baustoffe
Collection 3: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 23 Deckeneigenschaften
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: FEhS-Institut für Baustoff-Forschung
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau
Bandnummer: 95
ISBN: 978-3-95606-236-0
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 31.05.2016
Bemerkung: Außerdem beteiligt: Institut für Kalk- und Mörtelforschung (Köln)
Kurzfassung auf Deutsch: Für die Kontrolle der Herstellung von Tragschichten ohne Bindemittel (ToB) im Straßenoberbau wird eine Referenzdichte benötigt, die in Deutschland und vielen anderen europäischen Staaten durch den Proctorversuch nach DIN EN 13286-2 ermittelt wird. Während eines Proctorversuches wird mit einem Fallgewicht, das auf die Prüfkörperoberfläche nach festgesetzten Parametern fällt, der Hohlraumanteil einer Versuchsprobe reduziert und die Raumdichte erhöht. Durch Wasserzugabe wird der Verdichtungsprozess gefördert, wobei es für eine Versuchsprobe einen Wassergehalt gibt, bei dem sie sich in Abhängigkeit von der eingesetzten Verdichtungsenergie optimal verdichten lässt und eine maximal erreichbare Trockendichte erzielt. Aufgrund des relativ geringen Feinanteils der Sieblinie eines Baustoffgemisches für ToB ist der Proctorversuch hier jedoch nur eingeschränkt verwendbar, da sich vollständige Verdichtungskurven aufgrund von Entwässerungsprozessen während des Versuches häufig nicht generieren lassen. Statt konvexen werden auch konkave Kurven, lineare Anstiege oder nicht zweckdienliche Kurvenverläufe gemessen, die eine Bestimmung eines optimalen Wassergehaltes und einer Trockendichte nach der gängigen Auswertemethode (Kurvenmaximum) nicht ermöglichen. Zur Herstellung einer ToB werden Baustellenfahrzeuge und -geräte eingesetzt, die zur Verdichtung die Parameter Frequenz, Amplitude und Eigenlast nutzen. Konträr dazu erfolgt die Laborverdichtung, die für die Verdichtung entsprechend Proctorverfahren ein Fallgewicht nutzt. Neben der Tatsache, dass der Proctorversuch für dränierende Baustoffe nicht optimal geeignet ist, besteht somit eine Diskrepanz zwischen der Labor- und der In-situ-Verdichtung. Neben dem Proctorverfahren stehen europäisch genormte Laborverdichtungsverfahren zur Verfügung, die Verdichtungsparameter nutzen, die der In-situ-Verdichtung entsprechen. Aufgrund der vorgestellten Problematik des Proctorversuches wurde daher ein umfassendes Forschungsprojekt durchgeführt, welches das Ziel hatte, Lösungsansätze für dränierende Baustoffe während der Laborverdichtung zu finden. Dies beinhaltete im primären Sinne die Suche nach einem alternativen Verdichtungsverfahren, das die Problematik für dränierende Baustoffe nicht aufweist und das mehr der In-situ-Verdichtung entspricht. Das Forschungsprojekt identifizierte das Vibrationshammerverfahren nach DIN EN 13286-4 als das Verfahren, welches sehr vergleichbare Ergebnisse zum Proctorverfahren liefert. Weiterhin ist dieses Verfahren sehr in-situ konform, leicht in der Handhabung und weniger kostenintensiv. Anhand von Literaturquellen konnte die scheinbare Kohäsion als Ursache für konvexe Verdichtungskurven identifiziert werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass Auswertevorgaben für derartige Kurvenverläufe existieren. Weiterhin besteht eindeutig die Möglichkeit ofentrockene Proben zu verdichten und dennoch ein vergleichbares oder leicht erhöhtes Trockendichteergebnis im Vergleich zu einer optimalen Verdichtung zu erzielen. Nachteil hierbei ist jedoch die fehlende Angabe für den Wassergehalt auf der Baustelle. Daher scheint die Vibrationshammerverdichtung mit einem Wassergehalt knapp über der Trockenverdichtung, die beide notwendigen Parameter liefert, ein erfolgversprechender Ansatz zur Lösung der Problematik des Proctorversuches für ToB-Baustoffgemische zu sein.
Kurzfassung auf Englisch: The monitoring of production of unbound base layers requires a reference density. In Germany and many other European countries this reference density is determined by the Proctor test according to DIN EN 13286-2. During a Proctor test a falling weight falls on a sample surface in accordance with established parameters. This process reduces the cavity of a sample and raises the bulk density. By adding water to the sample, the compression process is encouraged and maximum dry density can be achieved as a function of compaction energy and water content. Due to the relative low fine content of a grading curve corresponding to a unbound subbase layer the Proctor test is limited in application, since the necessary densification curve cannot be established due to drainage processes during the experiment. Instead of convex, concave curves, linear increases or not appropriate gradients are recorded that do not allow a determination of an optimum water content and corresponding dry density according to the standard evaluation method (curve maximum). Frequency, amplitude and dead load are used by construction vehicles during in-situ compaction of building materials. The laboratory test uses a drop weight for the compression process contrary to the field compaction. Besides the fact that the Proctor test is not well suitable for draining building materials there is a discrepancy between laboratory and in-situ compaction parameters. The Proctor test is faced by alternative standardized European laboratory densification test that are using densification parameters corresponding to the in-situ compaction. On basis of the presented Proctor test problems a comprehensive research project was carried out. The primary aim of this project was a solution for draining building materials during laboratory compaction. This included two aspects. First: an alternative densification method or an alternative proceeding which are more reliable. Second: a compaction method that is more similar to field compaction. The research project identified the vibratory hammer method according to DIN EN 13286-4 as the method that provides comparable results to the Proctor test. Furthermore, this method is very in situ compliant, easy to use and less cost intensive than the Proctor method. The apparent cohesion could be identified as the reason of convex compaction curves. In addition it was shown that evaluation instructions already for convex curves exist. Furthermore there is a distinct possibility to compact oven-dried samples and still achieve a comparable or slightly increased dry density result in comparison to the optimal compression during Proctor testing. However, disadvantage of this proceeding is a lack of water content information for the test-site. Therefore, the vibratory hammer compaction with a water content just slightly above the dry compaction appears to be a promising approach to solve the drainage problem of the Proctor test for subbase materials.