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Buch (Monographie) zugänglich unter
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Fahrbahnübergänge aus Asphalt : Auswertung einer Umfrage

Asphalt expansion joints

Wruck, Rainer

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Abdichtung (Brücke) , Bewertung , Bituminöses Mischgut , Brücke , Brückenüberbau , Deutschland , Fahrbahn , Fahrbahntafel , Forschungsbericht , Fuge , Information , Interview , Verformung , Verschiebung , Widerlager
Freie Schlagwörter (Englisch): Abutment , Bituminous mixture , Bridge , Bridge deck , Carriageway , Deformation , Evaluation (assessment) , Germany , Information documentation , Interview , Joint (structural) , Movement , Research report , Superstructure (bridge) , Waterproofing course (bridge)
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 24 Brückenentwurf
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Collection 3: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 61 Unterhaltung und Instandsetzung
Institut: Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 36
ISBN: 3-89701-796-2
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 23.02.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Fahrbahnübergänge aus Asphalt dienen der Überbrückung von Fugenspalten, die sich durch Bewegungen infolge Temperaturänderungen, Schwinden und Kriechen des Betons, Verkehrsbelastung usw. am Ende oder zwischen einzelnen Abschnitten von Brückenüberbauten oder auch Trog- und Tunnelsohlen bilden. Die Fahrbahnübergänge müssen sich den Bewegungen anpassen, dabei eben bleiben, die Radlasten tragen können und wasserdicht sein. Fahrbahnübergänge aus Asphalt bestehen aus einem viskoelastischen Asphalt-Dehnkörper, der den Brücken- bzw. Straßenbelag über dem Fugenspalt auf ca. 50 cm Breite ersetzt. Im Rahmen einer im Jahr 1996, zwei Jahre vor Einführung des einschlägigen Regelwerks ZTV-BEL-FÜ, durchgeführten Umfrage bei den Straßenbauverwaltungen der Länder zu Erfahrungen mit Fahrbahnübergängen aus Asphalt wurden der Bundesanstalt für Straßenwesen insgesamt 724 Übergänge gemeldet. Sie verteilen sich auf 343 Bauwerke. Die Umfrage bezog sich zwar auf Objekte in Bundesfernstraßen, gemeldet wurden jedoch auch Fahrbahnübergänge in Land-, Kreis- oder Gemeindestraßen, die einen Anteil von 23% der gemeldeten Fahrbahnübergänge ausmachen. Nur 7% der Fahrbahnübergänge wurden im Zuge des Neubaues von Brückenüberbauten eingebaut, bei Instandsetzungen 89% (keine Angaben: 4%). Die meisten gemeldeten Fahrbahnübergänge enden in Querrichtung stumpf an den Schrammborden der Kappen. Bei dieser Ausführungsart bestehen erhebliche Zweifel hinsichtlich der Wasserundurchlässigkeit im Bereich des Anschlusses. Die solide Ausführung mit im Kappenbereich durchlaufendem Fahrbahnübergang wurde nur bei 12% umgesetzt. Häufigster Einbauort war mit 84% an den Enden von Brückenüberbauten im Übergang zum anschließenden Straßenoberbau. Die Fahrbahnübergänge sollten mindestens 4 Jahre unter Verkehr gelegen haben. Diese Voraussetzung wurde von 65% der gemeldeten Objekte erfüllt. Von dieser Teilmenge hatten 20% Schäden, welche die Funktion nicht beeinträchtigten, 12% wiesen Schäden mit Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit auf. Bei weiteren 7% lagen nicht näher erklärte Schäden vor. Die am häufigsten gemeldeten Schäden waren das Auswandern der Tränkmasse in den Rollspuren, freigelegtes Korngerüst und Ausbruch von Mineralkorn. Diese drei weniger schweren Schadensarten traten bei 22% aller gemeldeten Übergänge auf. Verdrückungen wurden bei 17% der gemeldeten Übergänge festgestellt. Sie können bei starker Ausprägung die Verkehrssicherheit beeinträchtigen. Schwerwiegende Schäden waren Ablösungen von den Flanken des angrenzenden Belages bei 10% der gemeldeten Objekte, Rissen im Fahrbahnübergang bei 9% und Ablösungen von der Unterlage bei 2%. Es wurde ausgewertet, inwieweit einzelne Parameter zur Schadensbildung führen können. Allerdings lässt die vorliegende Datenbasis nur begrenzt Rückschlüsse auf die Schadensursachen zu, da die Einflüsse von Planungs- und Ausführungsfehlern mit den erfassten Daten nicht zu beurteilen sind. Aufgrund der Datenstruktur war auch eine Auswertung für die Parameter Fabrikat des Fahrbahnübergangs sowie Dicke, Breite, Quer- und Längsneigung nicht möglich. Dehnlängen der Tragkonstruktionen bis zu 30 m haben offensichtlich keinen Einfluss auf die Schadensbildung. Eine Auswertung für größere Dehnlängen war wegen der hier zu geringen Datenmenge nicht möglich. Ebenso konnten bei elastischer ("schwimmender") Lagerung von Brückenüberbauten und bei der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärke (DTV) keine Abhängigkeiten erkannt werden. Möglicherweise übt aber der Schwerverkehrsanteil (DTV SV) einen geringen Einfluss aus. Fahrbahnübergänge, die regelmäßigem Bremsen und Anfahren und regelmäßig stehendem Kfz-Verkehr ausgesetzt sind, hatten dagegen deutlich häufiger Schäden in Form von Verdrückungen und Auswandern der Tränkmasse in den Rollspuren als die normal beanspruchten. Dieselben Schadensformen treten auch vermehrt bei Übergängen auf, welche die Straßenachse im flachen Winkel kreuzen. Der Anteil der in der Umfrage erfassten Fahrbahnübergänge mit Schäden erscheint nicht unerheblich, wenngleich die Mehrzahl dieser Schäden nicht die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt hat. Es ist zu erwarten, dass durch die mit den ZTV-BEL-FUE gestellten Anforderungen an Prüfungen, Planung und Ausführung Schäden künftig auf ein Minimum reduziert werden.
Kurzfassung auf Englisch: Asphalt expansion joints serve to bridge gaps which form at the end of or between sections of bridge superstructures or at the bottom of troughs or tunnels; these gaps are caused by movements due to temperature changes, shrinkage and creeping of the concrete, traffic loads etc. The expansion joints must be able to adapt themselves to these movements and still remain level, carry the wheel loads and be waterproof. Asphalt expansion joints consist of a visco-elastic asphalt expansion element which replaces the bridge or road surface in the gap over a distance of about 50 cm. In 1996, two years before the introduction of the ZTV-BEL-FÜ which are the pertinent regulations for this area, a survey of the highway construction authorities of the States was carried out on experiences with asphalt expansion joints; a total of 724 expansion joints were submitted to the Federal Highway Research Institute. They were located in a total of 343 structures. Although the survey referred to structures on Federal trunk roads, expansion joints on rural, district and municipal roads were also submitted; these made up 23% of the total number of expansion joints submitted. Only 7% of the expansion joints were installed when constructing a new bridge superstructure; 89% were installed during repair work (there were no data on 4%). Laterally, most of the expansion joints end bluntly at the kerb of the cantilever. There are considerable doubts with this design as to whether the joint section is waterproof. The solid design with a continuous expansion joint in the cantilever section was only installed in 12% of the cases. The most common location for installing an expansion joint, comprising 84% of the total number, was at the ends of bridge superstructures, connecting them with adjacent road pavements. The expansion joints were required to have been subjected to traffic for at least four years. Sixty-five percent of the structures submitted met this prerequisite. Of these, 20% displayed damage which did not affect their operability while 12% exhibited damage which did affect their operability. In the case of a further 7% the damage was not explained in detail. The types of damage most frequently reported were the shifting of the grouting mass in the tyre tracks, the granular skeleton being laid bare and the mineral aggregate becoming detached. These three less serious types of damage had occurred in 22% of all expansion joints submitted. In 17% of the cases submitted the expansion joint had been displaced. This displacement could affect road safety if it were severe. The serious damage reported included material becoming detached from the sides of the adjacent pavement, which occurred in 10% of the structures, cracks in the expansion joints (9%) and material becoming detached from the subsoil (2%). An evaluation was made of the extent to which individual parameters could lead to the occurrence of damage. However the present data basis only permits limited conclusions to be drawn regarding the causes of damage because the influences of planning and installation errors cannot be assessed using the data recorded. Due to the data structure it was also not possible to evaluate the following parameters: the make of the expansion joint, its thickness, width and lateral and longitudinal slope. Expansions of the supporting structures of up to 30m obviously have no influence on the occurrence of damage. An assessment regarding expansion greater than this was not possible due to the insufficient amount of data. It was also not possible to see any relationship between damage and a cushion-mounted ("floating") bridge superstructure or between damage and the average daily traffic volume (DTV). The percentage of heavy traffic (DTV SV) may, however, have a slight influence. Expansion joints which were regularly exposed to braking, accelerating and stationary car traffic, did, however, exhibit damage far more frequently in the form of displacement and the shifting of the grouting mass in the tyre tracks than those that were subjected to normal stress. The same forms of damage also occur more frequently at expansion joints which cross the road axis at a shallow angle. The percentage of damaged expansion joints recorded in the survey does not appear insignificant, although most of the damage did not affect the operability of the joint. It can be expected that the requirements laid down in the ZTV-BEL-FÜ regarding checks, planning and construction will mean that damage can in future be reduced to a minimum.