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Bewertungskriterien für den realitätsnahen Frosthebungsversuch

Elaboration of evaluation criteria for a realistic test method of frost heaving

  • Für die Beurteilung der Frostsicherheit von ungebundenen Schichten im Straßenbau werden je nach Anwendungsgebiet die Kriterien aus unterschiedlichen Regelwerken herangezogen. Die diesen Kriterien hinterlegten Prüfmethoden sind auf Erfahrungen mit natürlichen Baustoffen abgestimmt und korrelieren nicht hinreichend mit den Materialveränderungen von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten in der Praxis. Daher wurde eine realitätsnahe Prüfmethode auf Basis österreichischer Erfahrungen entwickelt. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden nun Bewertungskriterien für diese Prüfmethode erarbeitet. Zunächst wurden die in der Literatur als maßgeblich definierten Einflussgrößen auf die Frosthebung gezielt untersucht. Daraus ergab sich, dass der Frosthebungsparameter Maximale Frosthebung besonders für die Bewertung geeignet und die Parameter Bleibende Hebung und Hebungsgeschwindigkeit jeweils geeignet sind. Für die Entwicklung eines Bewertungskriteriums wurden zwei Ansätze verfolgt, von denen nur Ansatz A sich als zielführend herausstellte. Bei Bewertungsansatz A wurden die Flächen unter der Hebungskurve und die über der Kühlkopf-Temperaturkurve je Probe ermittelt und in Bezug gesetzt. Bewertungsansatz B wurde ursprünglich konzipiert, um Kennwerte aus dem Frosthebungsversuch und Materialkennwerte miteinander zu verknüpfen. Dieser Ansatz hat sich als nicht zielführend herausgestellt. Schlussendlich erzeugen die Überlagerungen der unterschiedlichen materialspezifischen Einflussfaktoren zu hohe Streuungen. Werden jedoch Materialgemische in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften, z. B. hoher Feinanteil, im Labor gezielt zusammengesetzt, lässt sich dieser materialspezifische Einflussfaktor auf die Frosthebung überwiegend korrelieren. Eine Übertragung dieser Korrelationen auf heterogene Baustoffgemische aus der Praxis ist nicht möglich. Die Validierung des Bewertungskriteriums nach Ansatz A erfolgte mittels Frosthebungsdaten von RC-Baustoffgemischen aus der Praxis. Grundsätzlich liegt mit dem Frosthebungsversuch nun ein prozesssicheres Verfahren vor, mit dem das Frostverhalten von RC-Baustoffgemischen und industriellen Nebenprodukten praxisgerecht geprüft und bewertet werden kann. Damit ist eine Möglichkeit geschaffen, die Gebrauchseigenschaft Frostempfindlichkeit der Materialien besser zu beurteilen.
  • Evaluation of the frost resistance of unbound sub-base layers in road construction is based on criteria from different guidelines depending on the field of application. The test methods related with these criteria are based on parameters deduced from natural materials and do not correlate adequately with the material characteristics of recycled materials and industrial by-products in use. Therefore, a realistic test method based on Austrian data was developed. Within this research project, evaluation criteria have now been elaborated for the former. First of all, the relevant influencing parameters influencing frost heaving and defined as such in the prior art has been identified and investigated. The maximum frost heave appeared especially appropriate as an evaluation criterion, where by the frost heave velocity as well as the heaving that remains after thawing provide additional valuation potential due to direct correlation with the maximum frost heave. For the development of an evaluation parameter, two different approaches were analyzed, of which only approach A turned out to be effective. Within this approach the areas below the heaving curve and above the head temperature curve were determined and related for each sample. Approach B was designed to link characteristic values from the frost heave test and material specific parameters, but did not succeed. Although material mixtures composed in the laboratory with specific properties (for example high fine fraction), which could be mainly correlated to the frost heave, it was not possible to transfer these correlations to mixtures from applications on site. The validation of the evaluation criterion according to approach A was made by means of frost-heave data from recycling material mixtures used on site. In general, the frost heave test represents a reliable method to examine and evaluate the behavior of recycled material mixtures and industrial by-products under frost. This provides an improved means assess the frost sensitivity of the materials.

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Metadaten
Author:Martin Radenberg, Nina Flottmann
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-27184
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (Fachveröffentlichung)
Document Type:Report
Language:German
Date of Publication (online):2022/10/31
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2022/10/31
Tag:Bewertung; Frost
Evaluation
Number of pages:206 Seiten
Comment:
Projekt-Nr. 05.0181
Institutes:Abteilung Straßenbautechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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